Question

9．小明與小芳同學為了研究泡沫塑料和棉絮的保溫性能好壞，兩人設計并做了一個實驗，他們用這兩種
材料分別包著裝有熱水的密閉燒瓶，讓它們自然冷卻，利用溫度計和計時器定時測量兩燒瓶中的水溫
隨時間變化的情況．
（1）為保證實驗的準確性，實驗前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，還應考慮影響水溫變
化的其他因素，即保持燒瓶相同、水的初溫相同、環(huán)境因素相同和水的質量相同．
（2）按照計劃操作，小明與小芳同學把實驗測得的時間和溫度數據填在下列表格中：

時間	t/min	0	10	20	30	40	…	150	180
泡沫塑料組水溫	T1/℃	80	64	55	50	41	…	21	20
棉絮組水溫	T2/℃	80	56	43	32	28	…	20	20

分析上表數據可知：他們實驗時的室內溫度是20℃．經過40min后，泡沫塑料包的燒瓶水溫降低了39℃；而棉絮包的燒瓶水溫降低了52℃．由此可以得出的實驗結論是：泡沫塑料的保溫性能比棉絮好．．
（3）除了采用相同時間內觀察水降低的溫度來比較這兩種材料的保溫性能外，根據上表數據你還可以采用讓兩瓶水降低相同的溫度，觀察所用的時間方法來比較這兩種材料的保溫性能．
（4）根據實驗測得的數據繪得圖所示“水溫與時間關系”的圖象．根據描繪的熱水冷卻圖象，如果你要喝一杯奶咖啡，可以有兩種方式供你選擇：
方式1：先將燒開的熱咖啡倒入杯中，冷卻5min，然后加一匙冷牛奶；
方式2：先將燒開的熱咖啡倒入杯中，立即將一匙冷牛奶加進杯中，然后冷卻5min．
那么，你認為方式1的冷卻效果較好．（選填“1”或“2”）．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為了增加實驗的準確性，需要采用控制變量法，即保持水的初溫、環(huán)境因素、水的質量等；
（2）瓶中水要和外界發(fā)生熱傳遞，直到最后和室內的溫度相同以后，溫度不再發(fā)生變化，此表中數據是每隔10分鐘記錄一次溫度．在相同時間內觀察瓶中水溫度的差別就能判斷出哪種材料的保溫效果好；
（3）比較兩種材料的保溫效果有兩個辦法，一是在相同時間內看溫度的變化，二是讓兩瓶水變化相同的溫度，看所用的時間是否一樣；
（4）水自然冷卻，當溫度保持不變時，其溫度等于環(huán)境溫度；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．觀察圖象得到沸水自然冷卻的規(guī)律．并結合這一規(guī)律進行應用，選擇出最佳的冷卻方案．

解答 解：
（1）根據控制變量法，除了控制燒瓶、水的初溫、環(huán)境因素相同外，還要保持熱水的質量也要相同．
（2）由表中的數據可知，最后水的溫度和室溫相同，所以室溫為20℃；
經過40分鐘，泡沫塑料包的燒瓶溫度從80℃降到41℃，降低了39℃；而棉絮包的燒瓶水從80℃降到28℃，降了52℃，由此可見，泡沫塑料的保溫性能比棉絮好；
（3）要比較這兩種材料的保溫性能，除了比較相同時間內溫度的變化，還可以讓兩瓶水降低相同的溫度，觀察所用的時間；
（4））由圖看出溫度變化特點是先快，后慢，再不變；根據水的溫度降低的規(guī)律，如果要使一杯熱的熱咖啡快速冷卻，最好的辦法是先將滾燙的熱咖啡冷卻5min，然后加一匙冷牛奶，即方式1的冷卻效果較好．
故答案為：（1）水的質量；（2）20；39； 52；泡沫塑料的保溫性能好；
（3）讓兩瓶水降低相同的溫度，觀察所用的時間；（4）1．

點評 本題考查控制變量法在探究實驗中的滲透，基本上在每個實驗題中都有所涉及，同學們要多注意對實驗方法的應用和體會．