2. 某同学想验证叶是蒸腾作用的主要器官。他在天平两端的托盘上各放置一个盛水的烧杯,在烧杯中各插入一根树枝,左边树枝上的叶片数目比右边的多。他对实验装置进行了适当处理,并使天平两边平衡,然后将装置移到阳光下。下列实验装置及处理方式中,能完成实验目的是(
B
)。

解析:
【分析】
首先明确本实验目的是验证叶是蒸腾作用的主要器官,实验的唯一变量是叶片的数量,所有会干扰实验结果的无关变量都需要控制一致。我们首先要想到:烧杯中的水分除了通过植物叶片的蒸腾作用散失,还可以直接从液面自然蒸发,这部分散失的水分会干扰实验结论,因此需要用油层同时密封两个烧杯的液面,完全阻止水分从液面直接蒸发,这样两侧烧杯减少的水分就全部来自植物的蒸腾作用。此时左侧叶片更多,蒸腾失水更多,天平会向右侧倾斜,就能验证叶是蒸腾作用的主要器官。接下来逐一排查选项:A没有设置油层,两侧液面都暴露,水分自然蒸发会干扰实验;C仅左侧液面有油层,右侧液面暴露,右侧水分会额外通过液面蒸发,变量不唯一;D仅右侧液面有油层,左侧液面暴露,左侧水分会额外通过液面蒸发,变量不唯一;只有B的两侧液面都用油层密封,排除了液面蒸发的干扰,符合实验要求。
【解析】
1. 实验设计核心原则:验证叶是蒸腾作用的主要器官,自变量为叶片数量,需要控制无关变量(烧杯水分的自然蒸发)完全一致,保证单一变量,排除无关干扰。
2. 各选项逐一分析:
选项A:两个烧杯液面都没有油层密封,水分可以直接从液面蒸发,两侧减少的水分包含液面自然蒸发的部分,无法确定水分减少来自植物蒸腾作用,不能完成实验。
选项B:两个烧杯的液面都覆盖油层,完全阻止了烧杯内水分的直接蒸发,两侧散失的水分全部来自植物的蒸腾作用,左侧叶片数目更多,蒸腾作用散失的水分更多,一段时间后天平右侧下沉,可验证叶是蒸腾作用的主要器官,符合实验要求。
选项C:仅左侧烧杯液面有油层密封,右侧烧杯液面无油层,右侧的水分除了植物蒸腾散失,还会通过液面直接蒸发,存在两个变量,无法完成实验。
选项D:仅右侧烧杯液面有油层密封,左侧烧杯液面无油层,左侧的水分除了植物蒸腾散失,还会通过液面直接蒸发,存在两个变量,无法完成实验。
综上,符合要求的装置是B。
【答案】B
【知识点】蒸腾作用验证实验,对照实验单一变量
【点评】本题考查蒸腾作用验证实验的设计逻辑,易错点是容易忽略液面水分自然蒸发对实验的干扰,需要明确对照实验要保证单一变量,排除无关变量的影响,才能得到可靠的实验结论。
【难度系数】0.6