Question

3．夏天中午海边的沙子很热但海水却很凉；傍晚海边的沙子较凉但海水却较暖和．对此，同学们提出如下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明和小童所在的两探究小组都都做了如图所示的实验：
（1）他们在实验前准备了两套实验器材：火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网、秒表、天平、除此之外，还需要的测量工具是温度计．
（2）在加热过程中，小明用搅棒不断搅动的目的是使被加热的物体受热均匀；水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．
（3）设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是B
A．采用完全相同的加热方式
B．酒精灯里所加酒精量相同
C．取相同质量的水和沙子
D．盛放水和沙子的容器相同
（4）两小组获得的实验结论分别是：
①等质量的沙子和水升高相同的温度，加热沙子的时间短；
②等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多．
你认为上述结论能验证实验猜想的是①和②（选填“仅是①”、“仅是②”或“①和②”）．
（5）探究过程中也有部分同学提出猜想：可能是中午海水蒸发吸收热量，所以温度低；而沙子不蒸发，所以温度高，你认为上述猜想是否正确：不正确请说明理由：晚上海水也蒸发吸收热量，海水温度高．

Answer 1

分析 （1）实验需要的器材，可根据Q=Cm△t来判断，采用控制变量法实验．
（2）实验时使用搅棒，才能使沙子受热均匀；实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少．
（3）探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：吸收的热量，不同物质的质量，加热的时间和加热的方式．
（4）沙子与水吸放热能力的比较必须符合控制变量法的要求，注意结论所描述的条件是否严密，再确定结论能否验证猜想．
（5）中午海水比沙子凉的主要原因是比热容大造成的，而不是因为水蒸发吸热，因为傍晚水同样在蒸发吸热，温度却要比沙子高．

解答 解：（1）为了比较吸热能力，就要比较物体升高的温度，所以要用到温度计．
（2）为了使沙子能均匀受热，因使用搅拌棒进行搅拌；由于是相同的酒精灯加热，即沙子和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少．
（3）用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式，与酒精的多少无关，所以B选项错误．
（4）“等质量的沙子和水升高相同的温度，加热沙子的时间短”，说明水的吸热能力比沙子强．“等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子温度上升得多”，同样说明了水的吸热能力比沙子强．因为均说明“沙子吸热升温或放热降温都比水快”，故两条实验结论均能验证实验猜想，故应选择“①和②”．
（5）因为蒸发吸热不是海水温度低的主要原因，其主要原因是海水的比热容大．比如傍晚时海水同样在蒸发吸热，其温度却比沙子高，便能有力证明这一点．
故答案为：（1）温度计；（2）使被加热的物体受热均匀；加热时间；（3）B；（4）①和②；（5）不正确；晚上海水也蒸发吸收热量，海水温度高．

点评 本题的探究实际上是对沙子和水吸放热能力的比较，而物质吸放热能力是用比热容来量度的，在实验过程中，影响的量较多，有质量、加热时间、升高温度等，因此，要注意结论的严密性．同时，在解释实际现象时，要正确运用比热容这一物质的性质