1. 小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏,两人设计并做了一个实验,他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1) 为保证实验的准确性,实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其他因素,即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和 质量相同,这种研究问题的方法叫法;
(2) 按照计划操作,小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中:

时间

t/min

0

10

20

30

40

150

180

泡沫塑料组水温

T1/℃

80

64

55

50

41

21

20

棉絮组水温

T2/℃

80

56

43

32

28

20

20

分析上表数据可知:他们实验时的室内温度是 ℃;经过40min后,泡沫塑料包的烧瓶水降低的温度 (选填:“大于”、“小于”或“等于”)棉絮包的烧瓶水降低的温度。由此可以得出的实验结论是:泡沫塑料的保温性能比棉絮(选填:“好”或“差”);

(3) 除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外,根据上表数据你还可以采用 方法来比较这两种材料的保温性能;
(4) 若烧瓶内水的质量是1kg,则棉絮组的烧瓶内水在前10minm内放出的热量是J;(水的比热容:4.2×103J/(kg•℃)
(5) 根据实验测得的数据绘得图所示“水温与时间关系”的图像。根据描绘的热水冷却图像,如果你要最快喝一杯奶咖啡,可以有两种方式供你选择:

方式1:先将烧开的热咖啡倒入杯中,冷却5min,然后加一匙冷牛奶;

方式2:先将烧开的热咖啡倒入杯中,立即将一匙冷牛奶加进杯中,然后冷却5min。

那么,你认为方式 的冷却效果较好。(选填“1”或“2”)。

【考点】
热传递改变物体内能; 比热容; 物理学方法;
【答案】

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实验探究题 普通
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1. 【探究名称】探究水和空气的导热性能

【问题】水和空气哪种物质的导热性能好?林红同学提出了以下猜想:

猜想一:水的导热性能好;

猜想二:空气的导热性能好.

【证据】

(1)林红用两个相同的牛奶瓶,都装入相同温度的热牛奶,把两个牛奶瓶都用木块垫起来,温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,分别用温度计测温度.为了尽量减少其他因素的影响,两者放在同一个桌面上,如图甲、乙所示:

(2)实验时林红每隔2min就记录一次甲、乙牛奶瓶中温度计的示数,实验数据如表中所示:

时间/min

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

甲的示数/℃

70

60

53

47

42

39

37

35

34

33

乙的示数/℃

70

66

61

58

55

52

50

48

46

44

【解释】

(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶,除了控制它们的初温相同外,还要控制它们的相同;

(2)分析表中数据,可得出结论:热牛奶在水中冷却比在空气中冷却效果要(“好”或“差”).

【交流】

(1)进一步分析表中甲的示数,林红发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越(“快”或“慢”)的;

(2)热牛奶放在水中温度下降,是通过的方式(选填“增加”或“减少”)内能;

(3)物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢,若林红用“冷却速度”来表示物体冷却快慢,则“冷却速度”可定义为:质量为1kg的物体,单位时间内叫做冷却速度.

【应用】如果有一天,你想喝一杯奶茶,下列两种冷却方法中,效果较好的是

A.将滚烫的热茶在空气中冷却5min,然后加适量冷牛奶

B.先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5min

实验探究题 普通
2. 在家庭内,让食物快速降温,一般可以把食物放在空气中冷却;或者把食物放在水中冷却.那么,水和空气哪个的导热性能好呢?为此,小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个就放在空气中,如图所示,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上.

实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:

                                                                                                                                                                                                                                                                                         

时间/min

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

甲的示数/℃

70

60

53

47

42

39

37

35

34

33

乙的示数/℃

70

66

61

58

55

52

50

48

46

44

(1) 对甲、乙两个瓶中的牛奶,小明要控制它们哪些量相同?.
(2) 小明通过实验,得到的正确结论是什么?
(3) 进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越的(选填“快”“慢”或“保持不变”).
(4) 小明又仔细分析了冷却速度变慢的原因,认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到的影响.
实验探究题 普通