【分析】
首先梳理题目给出的核心条件:①烧杯中的热水初始温度远高于环境温度,会持续向外界放热,整体温度随时间推移不断降低;②物体和环境的温差越大,放热速度越快,也就是单位时间内温度下降的幅度越大。接下来逐一判断选项:首先A、B都是温度匀速下降的直线,代表降温速度始终不变,完全不符合“温差越大放热越快”的规律,直接排除;C选项的曲线下降越来越陡,代表后期降温速度越来越快,和“水温降低后温差变小、放热变慢”的规律完全相反,不符合要求;D选项初始阶段热水和环境温差大,温度下降很快(曲线更陡),随着水温不断降低,和环境的温差越来越小,放热速度变慢,温度下降越来越平缓,完全符合题目给出的所有规律。
【解析】
解:根据题干条件逐步推导:
1. 热水向环境放热的过程中,温度整体随时间增加逐渐降低,且最终水温会趋近于环境温度,不会降到0℃,因此B选项最终温度降为0,不符合实际,直接排除B。
2. 由“温差越大,物体向环境放热越快”可知,降温的速率(单位时间内温度下降的数值)是逐渐减小的:
选项A为倾斜直线,代表降温速率始终恒定,不符合温差越大放热越快的条件,排除A;
选项C的曲线下降越来越陡,代表降温速率越来越大,和规律相悖,排除C;
选项D的曲线从陡峭逐渐变平缓,降温速率不断减小,完全符合所有条件。
因此正确选项为D。
【答案】
D
【知识点】
热传递放热,温度变化图像,放热速率规律
【点评】
本题结合生活中热水自然降温的场景,重点考察学生对题干给定规律的理解应用,跳出了固化的晶体凝固类温度图像的思维误区,需要学生抓住“温差越大放热越快”这个核心条件,判断降温速率的动态变化趋势,部分同学容易误选匀速降温的A选项,忽略放热速率随温差的变化特性。
【难度系数】
0.7