15. 海陆风是出现于近海和海岸地区的、具有日周期特性的地方性风。某项目式学习小组通过以下实验探究海陆风的成因。

任务一:比较沙子和水吸收热量的情况。
(1)小组同学利用如图甲所示的装置比较沙子和水吸收热量的情况。在完全相同的两个箱子中装入

(2)根据表中数据分析可得,
任务二:模拟海陆风的形成。
查阅资料:空气因受热膨胀上升,冷空气从四面八方流过来,从而形成风。
(3)如图乙所示,取下两个箱子的封口盖,在两个箱子的侧面分别开一个小孔,用一个两端开口的透明细管AB将其连接。点燃一支香放在细管中部,通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向。相同条件下,加热一段时间后,白烟将会从AB管的
任务一:比较沙子和水吸收热量的情况。
(1)小组同学利用如图甲所示的装置比较沙子和水吸收热量的情况。在完全相同的两个箱子中装入
质量
相等且初温相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,这是为了保证相同时间内水和沙子吸收的热量相同
(填“相同”或“不同”),这个实验用到的实验方法是控制变量法
(填“控制变量法”或“类比法”)。每隔1 min记录两个数显温度计的示数,如下表所示。(2)根据表中数据分析可得,
沙子
(填“水”或“沙子”)吸热升温较快。不计热量损失,水和沙子的比热容之比为$5:1$
。任务二:模拟海陆风的形成。
查阅资料:空气因受热膨胀上升,冷空气从四面八方流过来,从而形成风。
(3)如图乙所示,取下两个箱子的封口盖,在两个箱子的侧面分别开一个小孔,用一个两端开口的透明细管AB将其连接。点燃一支香放在细管中部,通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向。相同条件下,加热一段时间后,白烟将会从AB管的
B
(填“A”或“B”)端管口冒出。可推断在夜间,风主要是从陆地吹向大海
(填“大海吹向陆地”或“陆地吹向大海”)。答案
15. (1)质量 相同 控制变量法 (2)沙子 $5:1$ (3)B 陆地吹向大海
解析
【分析】
本题围绕比热容实验与海陆风成因展开,分三个任务逐步分析:任务一(1)需结合控制变量法明确实验的变量控制与方法;任务一(2)通过温度变化判断升温快慢,利用热量公式推导比热容比;任务二(3)根据水和沙子的比热容差异,判断不同时段的气压变化,进而确定风向。
【解析】
(1) 探究不同物质吸热能力时,根据控制变量法,需装入质量相等、初温相同的水和沙子;规格相同的白炽灯相同时间内放热相同,因此水和沙子吸收的热量相同;该实验控制了质量、初温等变量,采用控制变量法。
(2) 由实验数据可知,相同时间内沙子温度升高更快;不计热量损失,Q相同、m相同,根据Q=cmΔt,比热容c与温度变化Δt成反比,因此水和沙子的比热容之比为5:1。
(3) 日晒时,沙子(陆地)比热容小,升温快,上方空气受热上升,气压降低;水(大海)比热容大,升温慢,气压较高,空气从大海流向陆地,细管中白烟从B端冒出;夜间,陆地降温快、气压高,风从陆地吹向大海。
【答案】
(1)质量 相同 控制变量法 (2)沙子 $5:1$ (3)B 陆地吹向大海
【知识点】
比热容、海陆风成因、控制变量法
【点评】
本题通过实验探究考查比热容的实验方法与海陆风的形成原理,注重物理知识的实际应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕比热容实验与海陆风成因展开,分三个任务逐步分析:任务一(1)需结合控制变量法明确实验的变量控制与方法;任务一(2)通过温度变化判断升温快慢,利用热量公式推导比热容比;任务二(3)根据水和沙子的比热容差异,判断不同时段的气压变化,进而确定风向。
【解析】
(1) 探究不同物质吸热能力时,根据控制变量法,需装入质量相等、初温相同的水和沙子;规格相同的白炽灯相同时间内放热相同,因此水和沙子吸收的热量相同;该实验控制了质量、初温等变量,采用控制变量法。
(2) 由实验数据可知,相同时间内沙子温度升高更快;不计热量损失,Q相同、m相同,根据Q=cmΔt,比热容c与温度变化Δt成反比,因此水和沙子的比热容之比为5:1。
(3) 日晒时,沙子(陆地)比热容小,升温快,上方空气受热上升,气压降低;水(大海)比热容大,升温慢,气压较高,空气从大海流向陆地,细管中白烟从B端冒出;夜间,陆地降温快、气压高,风从陆地吹向大海。
【答案】
(1)质量 相同 控制变量法 (2)沙子 $5:1$ (3)B 陆地吹向大海
【知识点】
比热容、海陆风成因、控制变量法
【点评】
本题通过实验探究考查比热容的实验方法与海陆风的形成原理,注重物理知识的实际应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
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