Question

16．小明和小華分別利用如圖甲所示的同一裝置探究水沸騰時溫度變化的特點，當水溫接近90℃時，每隔半分鐘記錄一次溫度，并繪制出了如圖乙所示的水溫與時間關(guān)系的圖象．
（1）某時刻溫度計的示數(shù)如圖甲中所示，其讀數(shù)為94℃．
（2）分析圖乙可知，小華將水加熱至沸騰的時間明顯較長，其原因可能是水的質(zhì)量較大．
（3）如圖乙所示，小明發(fā)現(xiàn)第9分鐘撤掉酒精燈后，有一段時間內(nèi)水溫依然保持不變，這段時間內(nèi)燒杯底部的溫度高于（填“高于”、“等于”或“低于”）杯內(nèi)水的溫度，原因是水可以從燒杯底部繼續(xù)吸熱．
（4）小明又探究了沸水自然冷卻過程中水溫隨時間變化的情況，數(shù)據(jù)記錄在如表中

時間/min	0	5	10	15	25	35	45	55	65	75
水溫/℃	98	70	54	44	34	27	23	22	22	22

分析表中數(shù)據(jù)可知：
①水溫降低的規(guī)律是先快后慢；②當時室溫大約是22℃．
（5）同樣的熱水，室溫高時冷卻得慢，室溫低時冷卻得快，老師要求同學們針對這一現(xiàn)象，提出一個問題，下列所提問題中，較有價值且可探究的是D．
A、熱水在室溫低時比室溫高時冷卻得快嗎？
B、為什么熱水的質(zhì)量越大冷卻得越慢
C、為什么熱水在室溫低時比室溫高時冷卻得快嗎？
D、熱水冷卻的快慢與水的質(zhì)量、水與環(huán)境的溫差有什么關(guān)系？

Answer 1

分析 （1）在讀數(shù)時，要注意溫度計的分度值．
（2）在氣壓相同，實驗器材相同的情況下，加熱的時間長說明加熱的水的質(zhì)量大．
（3）水沸騰的條件：達到沸點，吸熱溫度不變．酒精燈加熱時，鐵圈和石棉網(wǎng)的溫度升高，高于水的溫度，移開酒精燈時，水還會從鐵圈和石棉網(wǎng)吸收熱量，繼續(xù)沸騰．
（4）①分析相同時間內(nèi)溫度的變化情況得出結(jié)論；②當水的溫度與周圍溫度相同時，不再發(fā)生熱傳遞；
（5）解決此題要結(jié)合科學探究的主要環(huán)節(jié)進行分析，結(jié)合改變物體內(nèi)能的方式提出問題．

解答 解：（1）由圖知，此溫度計的分度值是1℃，所以溫度計的讀數(shù)是94℃．
（2）水的初溫相同，到沸騰的時間不同．小明同學的水先沸騰，可能是杯中的水較少，小華同學杯中的水較多，即水的質(zhì)量不同．
（3）撤掉酒精燈后，發(fā)現(xiàn)有一段時間水溫依然保持不變，酒精燈加熱時，鐵圈和石棉網(wǎng)的溫度升高，高于水的溫度，移開酒精燈時，水還會從鐵圈和石棉網(wǎng)吸收熱量，繼續(xù)沸騰，這段時間內(nèi)燒杯底部的溫度高于杯內(nèi)水的溫度，原因是水汽化要吸收熱量，而水溫保持不變，說明水能繼續(xù)從杯底吸熱．
（4）①由表格中數(shù)據(jù)知，隨著時間的推移，水溫越低，溫度下降得越慢，即水溫降低的規(guī)律是先快后慢；
②當溫度達到22℃后不再下降，說明此時溫度與周圍溫度相同，不再發(fā)生熱傳遞，因此周圍溫度為22℃；
（5）此題現(xiàn)象是一杯熱水，室溫高時冷卻得慢，室溫低時冷卻得快；所以可以提出的問題是：“熱水冷卻的快慢與它的質(zhì)量、它與環(huán)境的溫差有什么關(guān)系？”；ABC三位同學的發(fā)言都不夠全面，D選項較有價值．
故選D．
故答案為：
（1）94；
（2）水的質(zhì)量較大；
（3）高于；水可以從燒杯底部繼續(xù)吸熱；
（4）①先快后慢；②22；
（5）D．

點評 此題是“觀察水的沸騰”實驗，考查了溫度計的讀數(shù)及對沸騰圖象的分析，同時考查了對實驗數(shù)據(jù)的分析，水在自然冷卻過程中，溫度變化越來越慢，注意物理知識和實際生活的聯(lián)系．