Question

課題．與熱有關現象的實驗探究
實驗回顧：
如圖所示，用酒精燈加熱盛水燒瓶的頸部，瓶頸的水沸騰，瓶底的小金魚卻安然無恙．
他們得出結論：水的導熱性能______（填“好”、“差”）
小馬提出疑問：如果對著瓶底加熱，那么，那么魚還會活著嗎？日常經驗告訴他，不會．因為家里煮魚時，在鍋底加熱，魚很快就熟了．于是，他很快用實驗證明他的猜想是正確的．
小馬無法用上述結論解釋此現象，他認為這里面肯定還有其他的物理秘密．于是他設計如下的實驗進行探究
（1）尋找方法：在水中加入一些紅色的小顆粒，通過小顆粒的運動來反映水的運動，這種方法物理學中稱作______法．
（2）進行試驗：將水裝入環形玻璃容器，如圖所示，將小顆粒放置a點，給該處加熱，發現顆粒按照a---b---c---d---a的順序運動起來．
（3）得出結論：從底部加熱，水會循環流動起來，很快使水的溫度______，這種現象叫做對流．能發生在各種氣體和液體中．
（4）小馬通過探究了解其中的秘密．同時他也知道家中的暖氣片為什么安裝在房間的______（填“頂部”或“底部”）了．
小馬回想起家中的暖器片表面是黑色的，電冰箱后面的散熱管顏色也是黑色的．為什么？
他聯想到，課堂上老師講過：黑色物體吸收輻射熱的本領強．通過對比，他有了這樣的猜想：熱輻射時，黑色表面的輻射熱本領也強．為了驗證自己的猜想他又設計了如下的實驗：
（5）尋找方法：他把一根玻璃管穿過軟木塞插進燒瓶里，在玻管里裝入一段帶色的小水柱，如圖所示．然后用手握著燒瓶，使燒瓶里的空氣變熱，發現玻璃管里的小水柱向外移動．手離開后，燒瓶里的空氣溫度降低，這時小水柱向內移動．說明：氣體也有______的性質可以簡單的制作氣體溫度計進行實驗：將兩個氣體溫度計放在水平桌面上將一個燈泡的半邊涂成黑色放在兩個氣體溫度計之間通電后燈泡發光，如圖所示不一會兒，可以看到玻璃管中的紅水柱開始分別向外移動．如果他的猜想是真確的，請你補全他應該觀察到的現象是：______．
小馬又聯想到：黑色物體吸收輻射熱的本領強，難怪家里太陽能熱水器的集熱管是黑色的．但是黑色表面的輻射熱本領也強啊．那它是怎樣減小熱量散失的呢？通過查詢資料，原來集熱管外層還有一個透明的玻璃管，兩者之間被抽成真空．“對，真空層能減小熱量的散失．具有隔熱保溫的作用”小馬恍然大悟，現實生活中還有許多這樣的應用呢．請你列舉兩個：
應用一：______；
應用二：______．

Answer 1

【答案】分析：通過觀察瓶底的金魚可知瓶底的水溫不高，對比瓶頸水沸騰得出結論
（1）轉化法：有些物理現象不易觀察，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們，這種方法叫轉化法．由轉化法的概念得出答案．
（3）通過運用轉化法，觀察水中小顆粒的運動可知底部加熱的水和上面的水循環流動，可知水溫會升高．
（4）由上面（3）的實驗結論可得出答案
（5）通過玻璃管中小水柱的運動，可得出燒瓶里空氣的體積變化，再結合引起這種變化的原因，得出氣體有熱脹冷縮的性質．
第二個空首先要明確小馬的猜想是：黑色表面的輻射熱本領也強．如果他的猜想正確，左邊燒瓶里空氣接受的熱量就比右邊的燒瓶多，所以左邊的紅水柱移動的距離比右邊大
應用的列舉，抓住“利用真空層減小熱量的散失，來隔熱保溫”這一點結合生活實際作答．
解答：解：瓶底的金魚安然無恙說明瓶底的溫度不高，對比瓶頸的水沸騰，可以得出結論：水的導熱性能差
（1）有些物理現象不易觀察，要研究它們的運動等規律，使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們，這種方法叫轉化法．符合本實驗的特征，正是運用的此方法．
（3）由實驗現象可知，水在循環流動，而底部的水在不斷加熱，自然水溫會升高．
（4）暖氣片安裝在房間的底部，才能使房間里底部的熱空氣和上部的冷空氣不斷地循環流動，最終使整個房間的溫度升高，以達到取暖的目的．
（5）當用手握著燒瓶加熱燒瓶里的空氣時，玻璃管中的小水柱向外移動，這是因為燒瓶中的氣體體積膨脹所致．而手離開后，燒瓶里的空氣溫度降低，小水柱向內移動，說明燒瓶里的空氣體積變小了，由此得出氣體有熱脹冷縮的性質．
熱水瓶的內膽，和保溫杯都是中間被抽成真空的，利用中間的真空層來減小熱量的散失，來達到隔熱保溫的目的．符合題意．
故答案為：差；
轉化；
升高；
底部；   
熱脹冷縮；
左邊的紅水柱移動的距離比右邊大；熱水瓶的內膽；保溫杯．
點評：本題主要可由實驗現象結合掌握的物理知識來解答，訓練學生的實驗能力、歸納推理能力，運用已有知識解決問題的能力和對物理知識的靈活運用．同時掌握轉化法這一物理學方法．