在探究不同物质吸热升温的现象时，用同一套器材分别加热质量相等-优题课

阅读《洛阳桥》回答问题。

洛阳桥被誉为"福建桥梁状元"的洛阳桥坐落于福建泉州洛阳江上。又名"万安桥"，如图１所示。

洛阳桥始建于北宋１０５３年，工程历时七年。桥原长１２００多米，宽约５米，有桥墩４６座，扶栏５００个，石狮２８个，石亭７座，石塔９座，规模宏大，是中国古代著名的梁式石桥。桥由当时的郡守蔡襄主持兴建。洛阳桥的桥址位于江海汇合处，水深流急，建造桥基十分困难，桥基随时可能陷落坍塌、甚至被冲入海。洛阳桥的建桥工程，规模巨大，结构工艺技术高超，影响深远。像近代桥梁的"筏形基础"，在国外尚不足百年；"浮运架梁法"今日还很通行；"种蛎固基法"将生物学应用于桥梁工程，堪称绝妙。关键性的工程分为如下几个阶段：首先在江中沿桥址中线，向江中抛填石料，形成一条横跨过江的矮石堤。石堤宽约２５米，而长度达５００余米。然后，匠师们利用洛阳江里盛产牡蛎这一自然条件，在矮石堤上散置蛎房。由于牡蛎繁殖力强，石堤里外间隙，成片成丛、密集繁生，两三年时间，就将原本松散的石堤胶结成一牢固整体。同时，石堤经受浪潮往复冲击，逐渐密实，底层石料嵌入流沙，使整条石堤变得格外稳固。这样筑成的桥墩底盘，用作桥基，即现代桥梁工程中的所谓"筏形基础"，既增大了基础的面积，又增强了基础的整体性，能有效防止不均匀沉降。在"筏形基础"上，再用巨型条石，齿牙交错，互相叠压，逐层垒砌，筑成桥墩，墩的上下游两头，俱作尖形，以分水势。墩基间亦置大量牡蛎胶粘，潮汐来去，不能冲动。两墩间净孔，约在一丈五六尺。沿岸开采的石梁，预先放在浮排上，等到两邻近桥墩完成后，即趁涨潮之时，驶入两桥墩间，待潮退，浮排下降，石梁即可落在石墩上，全桥石梁３００余条，每条约二三十吨重，皆"激浪涨舟，浮运架梁"而成。

洛阳桥的建成，为我国石桥建筑提供了宝贵的经验。历经地震、飓风、水患和战争，洛阳桥经受了几百年的考验，依然屹立，堪称我国古代桥梁史上的伟大创举。请根据上述材料，回答下列问题：

（１）经勘测发现某地块承载能力比较薄弱，如果要在该地块建筑一座高塔，容易发生局部沉降或坍塌。为了避免发生局部沉降和坍塌问题，请你借鉴洛阳桥成功建桥的经验，提出一个解决方案，并写出你的理由。

（２）如图２所示为洛阳桥船型桥墩的示意图，水流在桥墩前一分为二，沿柱面两侧向后流动。

①请写出洛阳桥桥墩被设计成船型的优点；

②请你展开想象，就洛阳桥船型桥墩的设计理念，举例说明还可应用在哪些方面。

实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计1个，所受重力为 $1 N$ 的钩码2个，带支架的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离均为 $0.05 m$ ，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示。请利用上述实验器材，设计一个实验证明："杠杆在水平位置平衡时，如果动力臂 $L_{1}$ 保持不变，则 $F_{1} = k F_{2} L_{2}$ "，式中 $F_{1}$ 表示动力， $k$ 是常量， $F_{2}$ 表示阻力， $L_{2}$ 表示阻力臂。

请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

实验桌上有电源一个、开关一个、导线若干以及如图所示的两个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计和阻值相等且不变的电阻丝 $R$ ，甲烧瓶内装有水，乙烧瓶内装有煤油，水和煤油的质量相等，初温相同。水和煤油的比热容如表所示。以上器材均能满足实验要求，请利用上述实验器材，设计一个实验证明：液体温度的变化与液体的比热容有关。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

水和煤油的比热容 $/ [J \cdot (kg \cdot^{°} C)^{- 1}]$

水	$4.2 \times 10^{3}$
煤油	$2.1 \times 10^{3}$

浸在液体中的物体所受浮力为 $F$ ，物体排开液体的体积为 $V$ ，小明认为：任何情况下， $F$ 都与 $V$ 成正比。请自选器材，设计实验证明小明的观点是错误的。

在探究"物体动能的大小与物体质量是否有关"的实验中，需要控制物体的速度大小相等。为了控制物体的速度大小相等，小华选用了体积相等、质量不等的金属球 $A$ 和 $B$ ，利用如图所示的带滑槽的轨道进行实验。小华认为：如果 $A$ 、 $B$ 两球先后从轨道上同一高度处由静止开始释放，则 $A$ 、 $B$ 两球到达轨道零刻度线处的速度大小相等。小刚对小华的观点提出了质疑。请你根据实验需要，添加适当的器材，设计实验检验小华的观点是否正确。请你写出检验的实验步骤。

加热时间 $/ \min$		0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
温度 $/^{°} C$	水	35	38	41	44	47	50
温度 $/^{°} C$	煤油	35	41	47	53	59	65