Question

课题．与热有关现象的实验探究
实验回顾：
如图所示，用酒精灯加热盛水烧瓶的颈部，瓶颈的水沸腾，瓶底的小金鱼却安然无恙．
他们得出结论：水的导热性能

差

（填“好”、“差”）
小马提出疑问：如果对着瓶底加热，那么，那么鱼还会活着吗？日常经验告诉他，不会．因为家里煮鱼时，在锅底加热，鱼很快就熟了．于是，他很快用实验证明他的猜想是正确的．
小马无法用上述结论解释此现象，他认为这里面肯定还有其他的物理秘密．于是他设计如下的实验进行探究
（1）寻找方法：在水中加入一些红色的小颗粒，通过小颗粒的运动来反映水的运动，这种方法物理学中称作

转化

法．
（2）进行试验：将水装入环形玻璃容器，如图所示，将小颗粒放置a点，给该处加热，发现颗粒按照a---b---c---d---a的顺序运动起来．
（3）得出结论：从底部加热，水会循环流动起来，很快使水的温度

升高

，这种现象叫做对流．能发生在各种气体和液体中．
（4）小马通过探究了解其中的秘密．同时他也知道家中的暖气片为什么安装在房间的

底部

（填“顶部”或“底部”）了．
小马回想起家中的暖器片表面是黑色的，电冰箱后面的散热管颜色也是黑色的．为什么？
他联想到，课堂上老师讲过：黑色物体吸收辐射热的本领强．通过对比，他有了这样的猜想：热辐射时，黑色表面的辐射热本领也强．为了验证自己的猜想他又设计了如下的实验：
（5）寻找方法：他把一根玻璃管穿过软木塞插进烧瓶里，在玻管里装入一段带色的小水柱，如图所示．然后用手握着烧瓶，使烧瓶里的空气变热，发现玻璃管里的小水柱向外移动．手离开后，烧瓶里的空气温度降低，这时小水柱向内移动．说明：气体也有

热胀冷缩

的性质可以简单的制作气体温度计进行实验：将两个气体温度计放在水平桌面上将一个灯泡的半边涂成黑色放在两个气体温度计之间通电后灯泡发光，如图所示不一会儿，可以看到玻璃管中的红水柱开始分别向外移动．如果他的猜想是真确的，请你补全他应该观察到的现象是：

左边的红水柱移动的距离比右边大

．
小马又联想到：黑色物体吸收辐射热的本领强，难怪家里太阳能热水器的集热管是黑色的．但是黑色表面的辐射热本领也强啊．那它是怎样减小热量散失的呢？通过查询资料，原来集热管外层还有一个透明的玻璃管，两者之间被抽成真空．“对，真空层能减小热量的散失．具有隔热保温的作用”小马恍然大悟，现实生活中还有许多这样的应用呢．请你列举两个：
应用一：

热水瓶的内胆

；
应用二：

保温杯

．

Answer 1

分析：通过观察瓶底的金鱼可知瓶底的水温不高，对比瓶颈水沸腾得出结论
（1）转化法：有些物理现象不易观察，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们，这种方法叫转化法．由转化法的概念得出答案．
（3）通过运用转化法，观察水中小颗粒的运动可知底部加热的水和上面的水循环流动，可知水温会升高．
（4）由上面（3）的实验结论可得出答案
（5）通过玻璃管中小水柱的运动，可得出烧瓶里空气的体积变化，再结合引起这种变化的原因，得出气体有热胀冷缩的性质．
第二个空首先要明确小马的猜想是：黑色表面的辐射热本领也强．如果他的猜想正确，左边烧瓶里空气接受的热量就比右边的烧瓶多，所以左边的红水柱移动的距离比右边大
应用的列举，抓住“利用真空层减小热量的散失，来隔热保温”这一点结合生活实际作答．

解答：解：瓶底的金鱼安然无恙说明瓶底的温度不高，对比瓶颈的水沸腾，可以得出结论：水的导热性能差
（1）有些物理现象不易观察，要研究它们的运动等规律，使之转化为学生熟知的看得见、摸得着的宏观现象来认识它们，这种方法叫转化法．符合本实验的特征，正是运用的此方法．
（3）由实验现象可知，水在循环流动，而底部的水在不断加热，自然水温会升高．
（4）暖气片安装在房间的底部，才能使房间里底部的热空气和上部的冷空气不断地循环流动，最终使整个房间的温度升高，以达到取暖的目的．
（5）当用手握着烧瓶加热烧瓶里的空气时，玻璃管中的小水柱向外移动，这是因为烧瓶中的气体体积膨胀所致．而手离开后，烧瓶里的空气温度降低，小水柱向内移动，说明烧瓶里的空气体积变小了，由此得出气体有热胀冷缩的性质．
热水瓶的内胆，和保温杯都是中间被抽成真空的，利用中间的真空层来减小热量的散失，来达到隔热保温的目的．符合题意．
故答案为：差；
转化；
升高；
底部；   
热胀冷缩；
左边的红水柱移动的距离比右边大；热水瓶的内胆；保温杯．

点评：本题主要可由实验现象结合掌握的物理知识来解答，训练学生的实验能力、归纳推理能力，运用已有知识解决问题的能力和对物理知识的灵活运用．同时掌握转化法这一物理学方法．