Question

小華同學(xué)通過觀察發(fā)現(xiàn)：架設(shè)在高壓線桿上的金屬導(dǎo)線在夏天時(shí)比在冬天時(shí)下垂得要明顯，這是為什么呢？通過與同學(xué)們討論交流，他明白了這是由于金屬導(dǎo)線熱脹冷縮導(dǎo)致的。金屬導(dǎo)線受熱時(shí)，在各個(gè)方向上都會(huì)膨脹；在冷卻時(shí)，都會(huì)收縮。金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與哪些因素有關(guān)呢？同學(xué)們經(jīng)過討論提出了如下猜想：

猜想一：金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與金屬導(dǎo)線升高的溫度有關(guān)；

猜想二：金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與金屬導(dǎo)線的原長有關(guān)；

猜想三：金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與金屬導(dǎo)線的材料有關(guān)。

同學(xué)們感到要親自實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)驗(yàn)證上述猜想存在困難，于是請(qǐng)老師幫忙從材料研究所找到了下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	材料	升高的溫度/℃	原長/m	膨脹的長度/mm	實(shí)驗(yàn)序號(hào)	材料	升高的溫度/℃	原長/m	膨脹的長度/mm
1	黃銅	10	1.0	0.19	5	康銅	10	1.2	0.18
2	黃銅	20	1.0	0.38	6	康銅	10	1.3	0.20
3	黃銅	30	1.0	0.57	7	鋁	10	1.0	0.23
4	康銅	10	1.0	0.15

（1）比較表中序號(hào)為1 2 3的三組數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與金屬導(dǎo)線 升高的溫度 有關(guān)。

（2）比較表中序號(hào)為_________ , , 的三組數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與金屬導(dǎo)線的原長有關(guān)。

（3）某自動(dòng)溫控電路的原理圖，如圖所示。其中的雙金屬片由長度相同的黃銅片和康銅片鉚合在一起制成，它與固定觸點(diǎn)構(gòu)成溫控開關(guān)。當(dāng)雙金屬片所處的環(huán)境溫度升高時(shí)，雙金屬片由于受熱向上彎曲，使電路斷開，停止加熱。

運(yùn)用上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該溫控開關(guān)的雙金屬片與固定觸點(diǎn)接觸的一邊所用的材料應(yīng)該是 黃銅 ，得出這一結(jié)論的理由是 。

（4）小明同學(xué)在研究熱脹冷縮的資料時(shí)，看到一個(gè)沒有學(xué)習(xí)過的物理概念：“線脹系數(shù)”，其定義是：單位長度的細(xì)物體，溫度升高1℃時(shí)，伸長的長度，叫這種物質(zhì)的線脹系數(shù)。請(qǐng)你回顧比熱容的定義和表達(dá)式，利用類比法寫出線脹系數(shù)的表達(dá)式為 （線脹系數(shù)用α表示、長度用L表示、伸長用ΔL表示），線脹系數(shù)的單位是 。已知鐵的線脹系數(shù)為1.2×10^-5，兩根電話線桿間的距離為50 m，工人師傅在夏天氣溫為30℃時(shí)架設(shè)電話線，若冬天最低可能降到-20℃，通過計(jì)算說明，兩根電線桿之間架設(shè)電話線時(shí)，應(yīng)多預(yù)留 m鐵絲電話線。

Answer 1

以信息給予題的形式主要考查控制變量法、類比法及比熱容等知識(shí)。第（1）題，由123的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，材料相同，升高溫度越高，伸長量越大，所以物體受熱時(shí)的伸長量跟升高的溫度有關(guān)。第（2）題，要得出“金屬導(dǎo)線受熱時(shí)膨脹的長度與原長有關(guān)”的結(jié)論，需控制材料、升高的溫度相同，故選擇456第（3）題，當(dāng)雙金屬片所處的環(huán)境溫度升高時(shí)，雙金屬片由于受熱向上彎曲，使電路斷開，停止加熱，說明下面的金屬片膨脹比上面的金屬片要大，根據(jù)上表1 4數(shù)據(jù)可知在相同條件下，黃銅比康銅膨脹的長度大，所以雙金屬片下面與固定觸點(diǎn)接觸的一邊所用的材料應(yīng)是黃銅。第（4）題，①單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1℃，吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容，表達(dá)式為c＝。根據(jù)“線脹系數(shù)”的定義，可寫出線脹系數(shù)的表達(dá)式為α＝。②在線脹系數(shù)的表達(dá)式中，ΔL、L的單位是m，Δt的單位是℃，所以線脹系數(shù)的單位是℃^-1。③由題意知，α＝1.2×10^-5℃^-1，L＝50 m，Δt＝30℃－（﹣20℃）＝50℃，所以伸長的長度ΔL＝LαΔt＝50 m×1.2×10^-5℃^-1×50℃＝0.03 m。