Question

小明同学在做完“观察水的沸腾”实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况，他将实验数据记录在下表中．

时间/min	0	5	10	15	25	35	45	55	65	70
温度/℃	100	71	55	45	35	28	24	22	22	22

小明通过描点画出如图所示的水温随时间变化的曲线．
（1）根据表中的数据可推知，小明做上述实验时的环境温度（即室温）应该是______℃左右．
（2）根据如图所示水温随时间变化的曲线可知，沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是：沸水与环境的温度差越大，降温越______．（填“快”或“慢”）
（3）小明想比较阻燃型保温材料和普通保温材料的保温性能．他用厚度相同的两种材料的板材制成大小相同的两只盒子，盒盖上开有插温度计的小孔．首先在阻燃型材料的盒内放一烧杯，烧杯中倒入适量的热水，盖上盖子，测得温度如图所示，并记录温度计示数下降10℃所用的时间t₁．然后将烧杯移至普通保温材料的盒内，盖上盖子，记录温度下降10℃所用的时间t₂．上述实验再重复做两次．下面是小明设计的实验数据记录表格．

材料 实验 次数	阻燃型		普通
	温度差T/℃	A	温度差T/℃	B
1	10		10
2	10		10
3	10		10

表格中A处填写的物理量是______，其单位是 s（或min）
（a）小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．答：______
（b）小华针对小明方案中存在的问题，对方案进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．答：______．

Answer 1

解：（1）水在自然冷却过程中，将热传给周围空气，由图象可以看出，当温度降低到22℃时，不再变化了，说明环境温度为22℃．
（2）由图看出温度变化特点是：沸水与环境的温度差越大，降温越快．
（3）需要记录温度降低的时间，所以A处得物理量应该是时间t₁，单位为s或min；
a、由题意可知，在阻燃型材料的盒内烧杯中倒入适量的热水，而将初温相同的另一杯少量的水移至普通保温材料的盒内，这说明实验过程没有控制两杯中的水量相同．
b、探究时，必须进行控制变量，所以修改的方案是：在两个盒内同时放体积和初温相同的热水，比较同一时间内热水下降的温度．
故答案为：（1）22；
（2）快；
（3）时间t₁；
a、两次实验没有保持水的初始温度与室温的温差不变；
b、在两只相同的盒内，同时放质量与初温相同的热水，比较同一时间力热水降低的温度．
分析：（1）水自然冷却，当温度保持不变时，其温度等于环境温度．
（2）水在高温时散热快，所以温度降低得快，低温时散热慢，所以温度降低得也慢．
（3）比较阻燃型保温材料和普通保温材料的保温性能，因其影响因素可能较多，所以必须利用控制变量来研究分析解答；分析实验记录表格，填写正确的内容；设计实验时要体现控制变量的思想．
点评：本题考查了探究水的沸腾的实验和比较阻燃型保温材料和普通保温材料的保温性能，利用控制变量法进行探究时，一定要明确控制什么，改变什么，这是初中物理探究的重要方法．