题目内容
【题目】小明将装有热奶的奶瓶放入室温的水中,水温约为20℃,热奶的温度约为90℃,测量相关数据，画出了水和奶的温度随时间变化的图线，如图所示.
（1）其中曲线_____是表示热奶温度随时间的变化情况,大约经过15min时间，热奶和水温度达到相同.从图象可以看出,热奶温度随放热时间的变化特点是_____（选 填“温度先慢后快地降低”或“温度先快后慢地降低”）
（2）小明还发现，放在室内的热水冬天比夏天冷却快.为了研究“热水冷却快慢与哪些因素有关”，小明进行了以下实验探究：
（提出问题）热水冷却快慢与哪些因素有关？
（进行猜想）
猜想一：热水冷却的快慢与温差有关（温差=热水温度-环境温度）；
猜想二：热水冷却的快慢与装水容器的材料有关；
猜想三：热水冷却的快慢与热水表面空气的流动速度有关.
（进行实验，收集证据）
小明选用3个玻璃杯、1个塑料杯、1个铝杯（5个杯子大小、形状完全相同）.在杯子中分别倒入相同质量、相同温度的热水，放在温度可调控的房间里做了5次实验，只有第2次实验用电风扇对杯中热水吹风（水不溢出）.测量热水温度从90℃将至50℃所用的时间，将实验数据记录在下面的表格中.
序号 | 容器材料 | 水的质量 | 风扇吹风 | 初温/℃ | 末温/℃ | 室温/℃ | 冷却时间/s |
1 | 玻璃 | 相等 | 无 | 90 | 50 | 30 | 920 |
2 | 玻璃 | 相等 | 有 | 90 | 50 | 30 | 612 |
3 | 玻璃 | 相等 | 无 | 90 | 50 | 15 | 665 |
4 | 塑料 | 相等 | 无 | 90 | 50 | 15 | 780 |
5 | 铝 | 相等 | 无 | 90 | 50 | 15 | 508 |
（分析与论证）
①请你提出一个新的科学猜想：热水冷却快慢还与________有关；
②分析比较实验1和实验2的数据，可知热水表面空气流速越快，冷却时间越____（选填“长”或“短”）；
③分析序号为3、4、5的三个实验，可以验证小明的第____个（选填序号）猜想是___的（选填“正确”或“错误”）；
④在验证“热水冷却快慢与温差是否有关”的两次实验中，需要控制不变的因素是：________.
【答案】（1）②； 先快后慢地降低 （2）①质量 ②短 ③二 正确 ④质量、液体表面空气的流速、材料
【解析】
（1）热传递是高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高，直到二者温度相等时，热传递停止，即达到热平衡，由图象中曲线的变化情况分析热奶温度随放热时间的变化特点；
（2）根据生活中的经验提出合理的猜想；读懂题意和表格中的信息，结合控制变量法分析即可判断；根据控制变量法分析在验证“热水冷却快慢与温差是否有关”的两次实验中，需要控制不变的因素。
（1）热奶的奶瓶放入室温的水中，水温约为20℃，热奶的温度约为90℃，热奶的温度比水温高，热奶放出热量，温度降低，容器中的水吸收热量，温度升高；则由图象可知：热奶的温度随时间降低的是曲线②；
热奶和容器中的水发生热传递时，直到二者温度相等时，热传递停止；从图象分析可以看出：热奶温度随时间的变化是开始的5分钟温度降低速度较快，5-10分钟降低的比较缓慢，而10-15分钟内温度只降低几摄氏度，所以变化特点是随时间的变化热奶温度是先快后慢的降低；
（2）①根据表格中的内容和生活经验可知，热水冷却快慢还与热水的质量有关；
②分析比较实验1和实验2的数据，可以发现，热水质量相同、初温、末温相同，空气流动越快，时间越短，故可以得出热水表面的空气流动越快，达到相同冷却效果的时间越短；
③比较3、4、5的三个实验可以看出，装水容器的材料不同，其它条件都相同，达到相同的冷却效果，所用的时间是不同的，说明热水冷却的快慢与装水容器的材料有关的，故此实验是验证猜想二的，且猜想二正确；
④验证热水冷却快慢与温差有关时，根据控制变量法应该选择温差不相同，容器的材料和热水表面空气的流速相同的实验进行。
