Question

9．小明與小芳同學(xué)為了研究泡沫塑料和棉絮的保溫性能好壞，兩人設(shè)計(jì)并做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(jì)和計(jì)時(shí)器定時(shí)測(cè)量?jī)蔁�瓶中的水�?br />隨時(shí)間變化的情況．
（1）為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，還應(yīng)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(zhì)量相同．
（2）按照計(jì)劃操作，小明與小芳同學(xué)把實(shí)驗(yàn)測(cè)得的時(shí)間和溫度數(shù)據(jù)填在下列表格中：

時(shí)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(shù)據(jù)可知：他們實(shí)驗(yàn)時(shí)的室內(nèi)溫度是20℃．經(jīng)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(shí)驗(yàn)結(jié)論是：泡沫塑料的保溫性能比棉絮好．．
（3）除了采用相同時(shí)間內(nèi)觀察水降低的溫度來比較這兩種材料的保溫性能外，根據(jù)上表數(shù)據(jù)你還可以采用讓兩瓶水降低相同的溫度，觀察所用的時(shí)間方法來比較這兩種材料的保溫性能．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪得圖所示“水溫與時(shí)間關(guān)系”的圖象．根據(jù)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(jìn)杯中，然后冷卻5min．
那么，你認(rèn)為方式1的冷卻效果較好．（選填“1”或“2”）．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，為了增加實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)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(zhì)量等；
（2）瓶中水要和外界發(fā)生熱傳遞，直到最后和室內(nèi)的溫度相同以后，溫度不再發(fā)生變化，此表中數(shù)據(jù)是每隔10分鐘記錄一次溫度．在相同時(shí)間內(nèi)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(gè)辦法，一是在相同時(shí)間內(nèi)看溫度的變化，二是讓兩瓶水變化相同的溫度，看所用的時(shí)間是否一樣；
（4）水自然冷卻，當(dāng)溫度保持不變時(shí)，其溫度等于環(huán)境溫度；水在高溫時(shí)散熱快，所以溫度降低得快，低溫時(shí)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(jié)合這一規(guī)律進(jìn)行應(yīng)用，選擇出最佳的冷卻方案．

解答 解：
（1）根據(jù)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(zhì)量也要相同．
（2）由表中的數(shù)據(jù)可知，最后水的溫度和室溫相同，所以室溫為20℃；
經(jīng)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(shí)間內(nèi)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(shí)間；
（4））由圖看出溫度變化特點(diǎn)是先快，后慢，再不變；根據(jù)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(zhì)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(shí)間；（4）1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查控制變量法在探究實(shí)驗(yàn)中的滲透，基本上在每個(gè)實(shí)驗(yàn)題中都有所涉及，同學(xué)們要多注意對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用和體會(huì)．