Question

小明同學在做完“觀察水的沸騰”實驗后又進一步探究了沸水自然冷卻過程中溫度隨時間的變化情況，他將實驗數據記錄在下表中．

時間/min		5	10	15	25	35	45	55	65	70
溫度/℃	100	71	55	45	35	28	24	22	22	22

小明通過描點畫出如圖所示的水溫隨時間變化的曲線．
（1）根據表中的數據可推知，小明做上述實驗時的環境溫度（即室溫）應該是______℃左右．
（2）根據如圖所示水溫隨時間變化的曲線可知，沸水在自然冷卻過程中溫度隨時間變化的特點是：沸水與環境的溫度差越大，降溫越______．（填“快”或“慢”）
（3）小明想比較阻燃型保溫材料和普通保溫材料的保溫性能．他用厚度相同的兩種材料的板材制成大小相同的兩只盒子，盒蓋上開有插溫度計的小孔．首先在阻燃型材料的盒內放一燒杯，燒杯中倒入適量的熱水，蓋上蓋子，測得溫度如圖所示，并記錄溫度計示數下降10℃所用的時間t₁．然后將燒杯移至普通保溫材料的盒內，蓋上蓋子，記錄溫度下降10℃所用的時間t₂．上述實驗再重復做兩次．下面是小明設計的實驗數據記錄表格．

材料 實驗 次數	阻燃型		普通
	溫度差T/℃	A	溫度差T/℃	B
1	10		10
2	10		10
3	10		10

表格中A處填寫的物理量是______，其單位是 s（或min）
（a）小明實驗方案中存在明顯問題，請你幫他指出來．答：______
（b）小華針對小明方案中存在的問題，對方案進行修改．簡要寫出修改后正確的實驗方案．答：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）水自然冷卻，當溫度保持不變時，其溫度等于環境溫度．
（2）水在高溫時散熱快，所以溫度降低得快，低溫時散熱慢，所以溫度降低得也慢．
（3）比較阻燃型保溫材料和普通保溫材料的保溫性能，因其影響因素可能較多，所以必須利用控制變量來研究分析解答；分析實驗記錄表格，填寫正確的內容；設計實驗時要體現控制變量的思想．
解答：解：（1）水在自然冷卻過程中，將熱傳給周圍空氣，由圖象可以看出，當溫度降低到22℃時，不再變化了，說明環境溫度為22℃．
（2）由圖看出溫度變化特點是：沸水與環境的溫度差越大，降溫越快．
（3）需要記錄溫度降低的時間，所以A處得物理量應該是時間t₁，單位為s或min；
a、由題意可知，在阻燃型材料的盒內燒杯中倒入適量的熱水，而將初溫相同的另一杯少量的水移至普通保溫材料的盒內，這說明實驗過程沒有控制兩杯中的水量相同．
b、探究時，必須進行控制變量，所以修改的方案是：在兩個盒內同時放體積和初溫相同的熱水，比較同一時間內熱水下降的溫度．
故答案為：（1）22；
（2）快；
（3）時間t₁；
a、兩次實驗沒有保持水的初始溫度與室溫的溫差不變；
b、在兩只相同的盒內，同時放質量與初溫相同的熱水，比較同一時間力熱水降低的溫度．
點評：本題考查了探究水的沸騰的實驗和比較阻燃型保溫材料和普通保溫材料的保溫性能，利用控制變量法進行探究時，一定要明確控制什么，改變什么，這是初中物理探究的重要方法．