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相同

食盐水冰块
钢质保温桶
反射热辐射
其密封性通常较好,能减少热对流
钢质保温桶还具有坚固耐用、不易损坏
、容量较大,能盛放更多物品等
EPS塑料是热的不良导体,导热性差,能有效减少热传递;
同时具有轻质、抗震、耐腐蚀等优点,便于携带和使用
小明
改进保温材料,优化结构设计,改善外观设计
【分析】
1. 第(1)问:探究保温材料的保温性能时,需采用控制变量法,除保温材料不同外,其他影响水温变化的因素(如热水的质量、初温)应保持相同,这样才能通过水温变化情况对比材料的保温效果。观察水温随时间变化的图像,降温越慢的材料,保温性能越好,据此判断合适的材料。
2. 第(2)问:药品需在0℃以下存放,因此低温物质熔化时的温度要低于0℃。冰块的熔点为0℃,熔化时温度保持0℃,无法满足0℃以下的要求;食盐水冰块的熔点低于0℃,熔化时温度低于0℃,能更好地维持低温环境。
【解析】
(1) 探究包装盒中填充物的保温性能,要控制其他变量相同,所以两烧杯中热水的质量、初温应相同;由图乙(b)可知,相同时间内,材料①对应的水温下降更慢,说明材料①的保温性能更好,故选①。
(2) 冰块的熔点是0℃,熔化时温度保持0℃,不能使环境温度低于0℃;食盐水冰块的熔点低于0℃,熔化时温度低于0℃,能让保温瓶内保持0℃以下的低温,满足药品存放要求,因此选食盐水冰块。
【答案】
(1) 相同;①
(2) 食盐水冰块
【知识点】
控制变量法;晶体熔点;保温性能判断
【点评】
本题结合医用冷藏盒的实际场景,考查控制变量法在实验探究中的应用,以及晶体熔点特性的实际应用,要求学生将物理知识与生活实际相结合,理解实验设计的逻辑和物质特性的实用价值。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 第(1)问:判断保温性能好坏的核心思路是,相同质量、初温的水,在相同时间内,水温下降越少,说明热量散失越少,保温性能越好。因此只需对比三种器具经过1小时后的水温,水温最高的就是保温性能最好的。
2. 第(2)问:银白色表面对热辐射有反射作用,能减少热量通过辐射散失;钢质保温桶相比手提保温袋,密封性能更好,可减少空气对流带来的热量损失,同时钢质材料本身坚固耐用、容量更大;EPS塑料从物理属性看,导热性差能减少热传导,还具备质轻、抗震、耐腐蚀等优势。
3. 第(3)问:隔热玻璃杯的真空层是关键,因为真空无法进行热传导和对流,这才是保温性能好的主要原因,所以同意小明的观点。改进手提保温袋可从减少热传递的角度入手,比如优化保温材料、增加密封或真空结构等。
【解析】
(1) 已知水的质量和初温相同,经过1小时后,钢质保温桶内的水温最高,说明其散失的热量最少,因此保温性能最好。
(2) 银白色的内胆可以反射热辐射,减少热量通过辐射的方式散失;钢质保温桶的密封性通常较好,能有效减少空气对流,从而减少热量因对流而散失;除此之外,钢质保温桶还具有坚固耐用、不易损坏、容量较大能盛放更多物品等优势;EPS塑料是热的不良导体,导热性差,能有效减少热传递,同时它还具有轻质、抗震、耐腐蚀等优点,便于携带和使用。
(3) 隔热玻璃杯中间的真空层可以阻止热传导和热对流,这才是其保温性能优于普通玻璃杯的主要原因,所以同意小明的观点。要提高手提保温袋的保温性能,可以改进保温材料,更换导热性更差的材料;优化结构设计,比如增加密封层或设置真空夹层;也可以改善外观设计,减少热辐射的影响。
【答案】
(1) 钢质保温桶
(2) 反射热辐射;其密封性通常较好,能减少热对流;坚固耐用、不易损坏、容量较大,能盛放更多物品等;EPS塑料是热的不良导体,导热性差,能有效减少热传递;同时具有轻质、抗震、耐腐蚀等优点,便于携带和使用
(3) 小明;改进保温材料,优化结构设计,改善外观设计(合理即可)
【知识点】
热传递的方式;物质的物理属性;保温原理
【点评】
本题结合“设计制作保温盒”的跨学科实践活动,考查热传递的相关知识及物质物理属性的应用,紧密联系生活实际,要求学生能将物理知识应用到实际问题中,培养学生的实践能力和分析问题的能力。
【难度系数】
0.6