Question

6．小中总结所做的物理探究实验后发现：

（1）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法．
如图甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变速度的大小，同时控制小球的质量不变；乙实验中只有物质的种类不同，其他因素必须控制同（例如烧杯的规格相同、水和煤油的质量相等、酒精灯加热方式相同等）．
（2）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法叫转换法．如图甲实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B在水平面上移动的距离反映出来的；乙实验中水和煤油吸收热量的多少是用加热时间来反映的．
（3）若探究质量对动能的影响，具体实验操作方法是：让质量不同的小球从相同高度由静止滚下，观察比较物块在水平面上移动的距离．．
（4）对于乙实验，可以有两种判断方法，同学们可任选一种实验方法，简要写出你的实验思路：
让质量相同的水和煤油升高相同的温度，比较加热时间，加热时间越长，说明物质的吸热本领越强．
（5）乙实验中，若采用“加热相同的时间”进行比较的方法，则下列说法正确的是D
A．实验中，煤油吸热升温较快，说明煤油吸热能力较强
B．在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的
C．实验中，将煤油和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强．

Answer 1

分析 ①物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法．
②物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．
③探究物质吸热本领大小的实验，可结合学习新课时观察到实验现象进行分析，也可以根据吸热公式Q_吸=cm△t进行分析，需要注意的是，物质的比热容越大，其吸热本领越大．

解答 解：（1）因为小球动能的大小与速度和质量有关，所以研究小球动能的大小与速度的关系时，应控制质量不变，多次改变小球的速度（或小球释放时的高度）．
在比较水和煤油吸热本领大小的实验中，需改变物质的种类，必须控制水和煤油的质量相同、酒精灯的加热方式相同等等．
（2）小球动能的大小可以通过观察物块B被撞击后运动距离的大小来体现，物块被撞击后运动的距离越远，则说明小球的动能越大，这里用到了转换法．
乙实验中，由于酒精灯的加热方式相同，故用加热时间来反映水和煤油吸收热量的多少，加热时间越长，说明物质吸收的热量越多，也用到了转换法．
（3）若探究质量对动能的影响，需控制两球的速度相同而质量不同，具体实验操作方法是：让质量不同的小球从相同高度由静止滚下，观察比较物块在水平面上移动的距离．
（4）对于乙实验，可以有两种判断方法来判断物质吸热本领的大小，具体为：
①让质量相同的水和煤油升高相同的温度，比较加热时间，加热时间越长，说明物质的吸热本领越强（即比热容越大）．
②对质量相同的水和煤油加热相同的时间（即吸收的热量相同），比较升高的温度，液体升高的温度越小，说明物质的吸热本领越强（即比热容越大）．
（5）乙实验中，若采用“加热相同的时间”进行比较的方法，
A．实验中，煤油吸热升温较快，由于加热相同的时间，所以水和煤油吸收的热量相同，根据c=$\frac{{Q}_{吸}}{m△t}$可知，煤油的比热容小，煤油吸热能力较弱，故A错误；
B．在本实验中，由于酒精灯的加热方式相同，故物体吸热多少是由加热时间决定的，故B错误；
C．将相同质量的煤油和水加热到相同温度时，由于它们的比热容不同，根据Q_吸=cm△t可知，它们吸收的热量不同，故C错误；
D．实验中，加热相同的时间，水和煤油吸收热量相同，末温低的物质升高的温度较小，根据c=$\frac{{Q}_{吸}}{m△t}$可知，
其比热容较大，吸热能力强，故D正确．
所以该小题选D．
故答案为：（1）速度，质量，种类，质量；
（2）在水平面上移动的距离，加热时间；
（3）让质量不同的小球从相同高度由静止滚下，观察比较物块在水平面上移动的距离；
（4）让质量相同的水和煤油升高相同的温度，比较加热时间，加热时间越长，说明物质的吸热本领越强；（5）D．

点评 本题通过两个具体的实验考查了控制变量法和转换法的应用，这两个方法是初中物理中最重要的两种方法，也是常考的内容．