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例.同学们做“比较水和沙子的吸热能力”实验的场景如图1所示,他们说该实验有两种探究方法。

 

 

1)实验方法一的设计如下图所示:

 

①在实验中,加热相同的时间的目的是________;

 

②请你指出该实验的设计思路和实验装置中的错误和不足。

 

2)请你设计出第二种实验方法:

 

①写出该实验方法所需要的测量仪器________;

 

②请写出设计思路_____________

 

解析:此类实验由于影响因素比较多,因此实验时要用控制变量法,即要在相同的条件下进行实验,对水和沙子加热相同的时间主要是让它们吸收相同的热量,使用加热初温相同、质量相同的水和沙子是为了便于进行比较。对于比较不同物质的吸热能力有两种方法:一是质量相同的不同物质吸收相同的热量,比较升高的温度的高低;二是质量相同的不同物质升高相同的温度,比较吸收热量的不同物质升高相同的温度,比较吸收热量多少。测量时应用天平测来质量,用温度计来测量它们的初温和末温,用秒表测量加热所用的时间,通过加热时间的长短来判断物质的吸热多少。

 

题中方法一是根据前者来设计实验方案的,但该同学没有控制水和沙子的质量和初温相同。另外,实验装置中没有测量水和沙子的温度变化的温度计。

 

设计第二种方法时,要注意控制变量法的使用,即质量相同,升高相同的温度,比较加热时间的长短。

 

答案:1)①使水和沙子吸收相同的热量;②错误是:没有控制水和沙子的质量相等、初温相同;不足是:实验中没有测量水和沙子温度的仪器(温度计);

 

2)①天平 温度计 秒表;②在两个相同的金属盒内,加入初温与质量均相同的水和沙子,用酒精灯加热至相同的末温,比较加热时间,就能比较出它们的吸热能力。

 

(或者在两个相同的金属盒内,加入质量相同的水和沙子,用酒精灯加热,使它们升高相同的温度,比较加热时间,就能比较出它们的吸热能力。)

 

点评:此类试题来源与教材,高于教材,针对此类问题要注重探究过程,特别是科学方法的运用。而此题属于方案设计类,要求能根据现有条件和探究要求,确定最好的方法和所需要的器材,在对方案进行评价时,要从器材、方法、原理等多方面进行分析判断。在比较吸热或放热能力时,应采用控制变量法进行比较,即在相同的条件下进行比较。实验还体现了转换法的实验思想(用加热时间的长短表示物体吸收热量的多少)。

 

练习:1.2011柳州)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图2所示的实验。

 

 

实验数据记录如下表。

 

 

(1)从表中数据可知,水和食用油的质量_________(选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水温度_____(选填“高”或“低”).

 

(2)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量.

 

(3)实验表明,_____________(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。

 

2.夏天,小杰去湄洲海边游玩时发现:中午沙子较热,海水较凉,而傍晚沙子较凉,海水较热。

 

对此现象小杰提出了猜想:可能是沙子吸热或放热后,温度变化的比水大。

 

1)为验证猜想,小杰找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、沙子、搅拌棒、细线、火柴、天平,除此之外,他还需要______________

 

2)实验中,小杰选用了两个火焰相同的酒精灯分别给水和沙子加热,这样做的目的是___________________________

 

3)实验中:为了研究水和沙子吸收的热量与温度变化的关系,需要控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的________相同。

 

4)如果小杰实验时得出的结论与猜想一致,那么,当水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量比沙子吸收的热量_________(多/少);

 

5)小杰通过以上实验发现的规律,在生活中有许多应用,试举出一例:

 

例子:________________________________________________

 

参考答案:

 

1.(1)相同,高,(2)大于(3)水

 

2.(1)温度计;(2)相同时间内,物质吸热相同;(3)质量;(4)多;(5)夏天中午,海边比陆地凉爽。

    
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