Question

11．夏天中午海邊的沙子熱海水卻很涼；傍晚海邊的沙子涼，海水卻教暖和，對此，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，兩探究小組都設(shè)計實驗去驗證．為了比較水喝沙子吸熱本領(lǐng)的大小，小明做了如圖所示的實驗：
（1）他們在實驗前準(zhǔn)備了火柴、酒精燈、燒杯、沙子、水、攪棒、鐵架臺、石棉網(wǎng)、溫度計、秒表除此之外，還需要測量工具是天平．
（2）加熱過程中，用攪棒攪動的目的是使被加熱的物體受熱均勻（圖中攪棒未畫出）；水喝沙子吸熱的多少是通過加熱時間來反映的（選填“溫度計示數(shù)”或“加熱時間”）．
（3）兩小組獲得的實驗結(jié)論分別是：①等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時間短；②等質(zhì)量的沙子和水加熱相同的時間，沙子的溫度上升得多．你認(rèn)為上述結(jié)論能驗證實驗猜想的是①和②（選填“僅是①”、“僅是②”或“①和②”）．
（4）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． 請說明理由不正確，晚上海水也蒸發(fā)吸收熱量，海水溫度高．

Answer 1

分析 （1）實驗需要的器材，可根據(jù)Q=Cm△t來判斷，采用控制變量法實驗．
（2）實驗時使用攪棒，才能使沙子受熱均勻；實驗采用相同的酒精燈對其加熱，加熱時間越長，沙子和水吸收的熱量就多，因此實驗中用酒精燈加熱時間表示水和沙子吸熱的多少．
（3）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)論能否驗證猜想．
（4）中午海水比沙子涼的主要原因是比熱容大造成的，而不是因為水蒸發(fā)吸熱，因為傍晚水同樣在蒸發(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間內(nèi)吸收的熱量相等，所以可以利用加熱時間的長短來反映物體吸收熱量的多少．
（3）“等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時間短”，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)．因為均說明“沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快”，故兩條實驗結(jié)論均能驗證實驗猜想，故應(yīng)選擇“①和②”．
（4）因為蒸發(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．
故答案為：（1）天平；（2）使被加熱的物體受熱均勻；加熱時間；（3）①和②；（4）不正確，晚上海水也蒸發(fā)吸收熱量，海水溫度高．

點評 本題的探究實際上是對沙子和水吸放熱能力的比較，而物質(zhì)吸放熱能力是用比熱容來量度的，在實驗過程中，影響的量較多，有質(zhì)量、加熱時間、升高溫度等，因此，要注意結(jié)論的嚴(yán)密性．同時，在解釋實際現(xiàn)象時，要正確運(yùn)用比熱容這一物質(zhì)的性質(zhì)