题目内容

14．由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了，为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法．为此小明进行如下探究：小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水．水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如图所示．实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
时间/min051015202530354045
甲的示数/℃80655342343333333333
乙的示数/℃80706153464035323030
（1）从表格中的数据可知空气环境的温度约为30℃，对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？质量和初温（至少填一个）
（2）小明通过实验，得到的正确结论是什么？放在水中冷却比在空气中冷却效果要好．
（3）进一步分析表中数据发现，牛奶在冷却的过程中越来越凉，下列图象中能表示其温度T随时间t变化关系的是D．

如果有一天你要喝一杯奶茶，现有两种方法供你选择：①先将滚烫热茶冷却5min，然后加一匙冷牛奶；②先将一匙冷牛奶加进滚烫热茶中，然后冷却5min．你认为①（填“①”或“②”）方法效果好．

分析 （1）控制变量法是让某一个相关因素发生变化，观察其对结果的影响．影响牛奶降低温度的因素很多，比如牛奶的质量、初温等等．
（2）根据表格数据，如果温度计温度越低，说明冷却效果越好．
（3）物体在冷却时，其温度的变化规律是先快速降温，后温度的降低速度变慢，最后物体的温度等于空气的温度而不再变化．
（4）分析题目，若要使水的温度下降最快，要使物体和室温温度差越大．

解答 解：
（1）由图和表格数据可知，甲温度计最终的示数为水和牛奶达到热平衡时的温度，乙温度计最终的示数为空气和牛奶达到热平衡时的温度；在冷却的过程中，由于水吸热，故甲的温度计的示数要高于室温；乙中牛奶的温度最终与室温相同，故空气环境的温度约为30℃；
与牛奶降温的因素很多，但只能让其中一个因素发生改变，所以需要让牛奶的质量和初温相同．
（2）通过实验数据可知，相同时间内，水中浸泡的牛奶温度较低，说明放在水中冷却比在空气中冷却效果要好．
（3）当实验时间较长时，相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢，就是指冷却速率变慢．故D图符合题意．
（4）热水和环境温差越大，热水降温越快，所以当热奶茶和环境温度差越大时先冷却，然后再放入适量冷牛奶，故①的冷却效果更好．
故答案为：（1）30；质量和初温；（2）放在水中冷却比在空气中冷却效果要好；（3）D；（4）①．

点评 本题考查水的沸腾实验的灵活应用与变通，读懂题意，理论结合实验现象灵活变通是解决此类问题的关键．

练习册系列答案
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2．如图所示，金属块所受的浮力为0.2N，金属块的质量是0.22kg，金属块的体积是2×10-5m3．
2．如图是用厚刻尺测量木块的长度，错误的测量图是（　　）
A．B．C．D．
9．下列物态变化的事例中，有一个与其他三个不同的是（　　）
A．湿衣服晾干B．皮肤上擦点酒精过一会没了
C．太阳一晒草叶上的露珠没了D．春天来了冰雪化了
19．以下几种说法中哪些是正确的是（　　）
A．研究物体运动有时可以不选择参照物
B．我们说地球是运动的，那么选择的参照物一定是地球上静止的物体
C．甲以乙为参照物是静止的，但以丙为参照物是运动的，那么丙以乙为参照物，丙可能是静止的
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6．小明利用分度值为1mm的刻度尺测量一个物体的长度，五次测量的数据分别为2.35cm、2.36cm、2.36cm、2.34cm、2.36cm，则测量结果应记为2.35cm．
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4．潜艇静止在马里亚那海沟（世界上最深的海沟）的海面，向海沟发出超声波，14.0s后接收到反射回来的回声；若潜艇在海面上发出超声波脉冲的同时，竖直向下做匀速直线运动，13.9s后接收到反射回来的回声．已知超声波在水中的速度是1500m/s．求：
（1）超声波到达海底所用时间；
（2）马里亚那海沟距海平面的深度；
（3）潜艇向下做匀速直线运动的速度．

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