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解:采用同一保温瓶,可确保每次实验时保温瓶的保温性能完全一样,但由于实验时间过长,实验结果可能会受环境温度的影响
水的初温

在相同条件下,
材料①内的水温下降较慢
大于
解:取两块大小相同的两种材料组成的实心体,用天平测出其质量,质量较大的材料密度较大。
解:将两块厚度相同的两种材料相互挤压,形变较大的材料柔软程度较大。
【分析】
1. 对于第(1)问:首先明确实验的控制条件,六只保温瓶保温性能相同,热水初温相同,放置时间相同,只有盛水量(热水质量)不同。我们需要对比热水质量和最终水温的关系,质量越大的热水,最终温度越高,说明水温降低得越少,也就意味着保温效果越好,由此可推导结论。
2. 对于第(2)问:对比原实验和小明的方案,原实验用六只保温瓶,即使说明保温性能相同,也可能存在细微差异;而小明用同一只保温瓶,能完全保证保温性能这一变量一致,避免了不同保温瓶的差异带来的误差,让实验结论更可靠,从这个角度去评价方案。
3. 对于第(3)问:结合生活常识和物理知识,在盛水量相同的情况下,环境温度、保温瓶的密封性、热水初温等都会影响保温效果,任选一个合理的即可。
【解析】
(1) 由表格数据可知,在保温瓶保温性能相同、热水初温均为$98\ \mathrm{°C}$、经过相同时间(10h)的条件下,热水的质量越大,10h后水的温度越高,说明水温降低的幅度越小,因此可得结论:保温性能相同的保温瓶,盛水量越大,经过相同时间后水温降低越少(或保温效果越好)。
(2) 小明选用同一只保温瓶进行多次实验,能够严格控制保温瓶的保温性能这一变量完全相同,避免了不同保温瓶之间可能存在的保温性能差异带来的实验误差,使得实验结论更具可靠性,所以小明的实验方案更优。
(3) 在盛水量相同的条件下,保温瓶的保温效果还与环境温度(或热水初温、保温瓶密封性等,合理即可)有关。
【答案】
(1) 保温性能相同的保温瓶,盛水量越大,经过相同时间后水温降低越少(或保温效果越好)。
(2) 小明的方案更好,使用同一只保温瓶能控制保温性能相同,减少实验误差,结论更可靠。
(3) 环境温度(合理即可)
【知识点】
控制变量法,实验数据分析,保温效果探究
【点评】
本题通过探究保温瓶保温效果与盛水量的关系,考查了控制变量法的应用、实验方案的评价,重点培养了学生的实验探究与分析能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 保温性能判断思路:保温材料的保温性能越好,相同条件下内部水的温度下降越慢。通过观察温度-时间图像,对比相同时间内两种材料包裹的水的温度变化,即可判断保温性能优劣。
2. 降温幅度比较思路:水的降温速度与和室温的温差有关,前期水温与室温温差大,降温快;后期温差小,降温慢。观察图像中对应时间段的温度变化差值,就能判断降温幅度大小。
3. 密度比较思路:根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,控制体积相同,通过测量质量比较密度,质量大的密度大,该方法操作简便。
4. 柔软程度比较思路:通过施加相同的力,观察材料的形变程度,形变更明显的材料柔软程度更高。
【解析】
(1)由图(b)的温度-时间图像可知,在相同时间内,材料①包裹的水温度下降更慢,说明材料①的保温性能更好;观察图像可知,同一保温材料内的水,10 min到20 min内温度下降的幅度比20 min到30 min内的大,即10 min到20 min内降低的温度大于20 min到30 min内降低的温度。
(2)根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,取两块体积相同的两种保温材料,用天平分别测量它们的质量,质量较大的材料密度较大。
(3)取两块厚度相同的两种材料,用相同的力按压它们,形变程度较大的材料柔软程度较大。
【答案】
(1)①;相同时间内,材料①的水温降低得少;大于
(2)取体积相同的两种材料,用天平测量质量,质量大的密度大。
(3)用手按压两种材料,形变明显的更柔软。
【知识点】
保温性能探究;密度比较方法;柔软度判断
【点评】
本题结合实验图像与实际操作,考查了保温性能、密度及物质柔软度的判断方法,注重对实验探究能力和实际应用能力的考查,贴近生活实际。
【难度系数】
0.7