Question

20．夏天中午海邊的沙子很熱但海水卻很涼；傍晚海邊的沙子較涼但海水卻較暖和．對(duì)此，同學(xué)們提出如下猜想：可能是沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快．為了比較水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小，小明和小童所在的兩探究小組都都做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：
（1）他們在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了火柴、酒精燈、燒杯、沙子、水、攪棒、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、秒表除此之外，還需要的測量工具是天平．
（2）在加熱過程中，小明用攪棒不斷攪動(dòng)的目的是使被加熱的物體受熱均勻；水和沙子吸熱的多少是通過加熱時(shí)間來反映的（選填“溫度計(jì)示數(shù)”或“加熱時(shí)間”）．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，需要確定以下控制的變量，你認(rèn)為其中多余的是B．
A．采用完全相同的加熱方式         B．酒精燈里所加酒精量相同
C．取相同質(zhì)量的水和沙子           D．盛放水和沙子的容器相同
（4）兩小組獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論分別是：①等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時(shí)間短；②等質(zhì)量的沙子和水加熱相同的時(shí)間，沙子的溫度上升得多．你認(rèn)為上述結(jié)論能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)猜想的是①和②
（選填“僅是①”、“僅是②”或“①和②”）．
（5）探究過程中也有部分同學(xué)提出猜想：可能是中午海水蒸發(fā)吸收熱量，所以溫度低；而沙子不蒸發(fā)，所以溫度高，你認(rèn)為上述猜想是否正確，請(qǐng)說明理由：不正確，因?yàn)楹Ｋ�在晚上也在蒸發(fā)，而沙子不蒸發(fā)，照些推理晚上應(yīng)該海水涼，沙子曖和，而這與事實(shí)不符合．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)需要的器材，可根據(jù)Q=cm△t來判斷，采用控制變量法實(shí)驗(yàn)．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)使用攪棒，才能使沙子受熱均勻；實(shí)驗(yàn)采用相同的酒精燈對(duì)其加熱，加熱時(shí)間越長，沙子和水吸收的熱量就多，因此實(shí)驗(yàn)中用酒精燈加熱時(shí)間表示水和沙子吸熱的多少．
（3）探究物質(zhì)比熱容的大小需要控制的變量包括：吸收的熱量，不同物質(zhì)的質(zhì)量，加熱的時(shí)間和加熱的方式．
（4）沙子與水吸放熱能力的比較必須符合控制變量法的要求，注意結(jié)論所描述的條件是否嚴(yán)密，再確定結(jié)論能否驗(yàn)證猜想．
（5）中午海水比沙子涼的主要原因是比熱容大造成的，而不是因?yàn)樗�蒸發(fā)吸熱，因?yàn)榘�晚水同樣在蒸發(fā)吸熱，溫度卻要比沙子高．

解答 解：
（1）根據(jù)Q=cm△t，必須控制變量，控制水和沙子的質(zhì)量相同，就需要用天平．
（2）為了使沙子能均勻受熱，因使用攪拌棒進(jìn)行攪拌；由于是相同的酒精燈加熱，即沙子和水在相同的時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，所以可以利用加熱時(shí)間的長短來反映物體吸收熱量的多少．
（3）用控制變量法進(jìn)行探究，因?yàn)橐�起溫度變化的因素是吸熱的多少、物質(zhì)的質(zhì)量、加熱時(shí)間和方式，與酒精的多少無關(guān)，所以B選項(xiàng)多余．
（4）“等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時(shí)間短”，說明水的吸熱能力比沙子強(qiáng)．“等質(zhì)量的沙子和水加熱相同的時(shí)間，沙子溫度上升得多”，同樣說明了水的吸熱能力比沙子強(qiáng)．因?yàn)榫�說明“沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快”，故兩條實(shí)驗(yàn)結(jié)論均能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)猜想，故應(yīng)選擇“①和②”．
（5）因?yàn)檎舭l(fā)吸熱不是海水溫度低的主要原因，其主要原因是海水的比熱容大．比如傍晚時(shí)海水同樣在蒸發(fā)吸熱，其溫度卻比沙子高，便能有力證明這一點(diǎn)．
故答案為：（1）天平；（2）使被加熱的物體受熱均勻；加熱時(shí)間；（3）B；（4）①和②；（5）不正確，因?yàn)楹Ｋ�在晚上也在蒸發(fā)，而沙子不蒸發(fā)，照些推理晚上應(yīng)該海水涼，沙子曖和，而這與事實(shí)不符合．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了我們對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力，還一定注意應(yīng)用控制變量法來考慮．我們要能夠根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出需要的結(jié)論，并能夠?qū)⑦@些知識(shí)應(yīng)用于生活．