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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.

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

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