Question

学校物理兴趣小组在老师的指导下，完成“水的体积随温度变化”的研究，得到如图所示的图象．请根据此图象回答以下问题：
（1）图象中AB段反映的物理现象是______．BC段反映的物理现象是______．
（2）以上现象揭示了水的反常膨胀现象，由此可进一步得出的推论是：水在4℃时，______最大．
（3）在北方寒冷的冬天，湖面上结了厚厚的一层冰，而鱼却能在湖底自由地生活．你估计一下，湖底的水温约为______℃．

Answer 1

解：解：（1）图象的横轴是温度，纵轴是体积，所以该图象是体积随温度变化的图象．
从点A到点B，温度从0℃～4℃，逐渐升高，而水的体积在减小．
所以AB段反映的物理现象是：在0～4℃内，水的体积随温度的升高而减小．
（2）从点B到点C，温度从4℃开始逐渐升高，同时体积也在增大．
所以BC段反映的物理现象是：4℃以上时，水的体积随温度的升高而增大．
（3）从图来看，水温在4℃时体积最小，由于物体的质量与温度无关，那么由ρ=可知：此时水的密度最大．密度大的水会向下沉，所以是水在 4℃时密度最大．
（4）从图象中可以看出，水在4℃时密度最大，因此密度最大的那部分水一定在湖的最底层，因此湖底的水温约为4℃．
故答案为：
（1）在0-4℃时，水的体积随温度的升高而减小；4℃以上时，水的体积随温度的升高而增大；
（2）密度；
（3）4．
分析：运用图象法解答问题的一般步骤是：
（1）明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么；
（2）注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位；
（3）明确图象所表示的物理意义；
（4）根据图象对题目提出的问题作出判断，得到结论．
点评：温度能够改变物质的密度，本题中的图象虽然反映的是体积随温度变化情况，其实反映的是密度随温度变化情况．
事实表明，4℃的水的密度最大．温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小．水凝固成冰时体积变大，密度变小．人们把水的这个特性叫做水的反常膨胀．