一题多问 以变促思－从一道“观察水的沸腾”实验考题谈起

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在一章的复习阶段，为提高学习效率，可选择一些有代表性的题目来做。题目要有一定的综合性，要尽可能多的涵盖本章的知识点。通过这类题目训练，可以促使我们从多方面、多角度、多层次思考问题。可以帮助我们克服思维障碍，打破思维定式，培养思维的灵活性和广阔性。
        例题：小明同学在做“观察水的沸腾”的实验中，记录了水在不同时刻的温度值，如下表：
         

时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
温度/℃	90	92	94	96	98	98	95	98	98	98	98	98	98

        根据小明所做的实验及他所记录的实验数据回答下面的问题：
        （1）小明在实验的过程中观察到，水在沸腾前后水中气泡有如图1(a)、（b）所示
        的两种上升情况，那么在图1中，图_______是水在沸腾前的情况，图______是水在沸腾时的情况。
       

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        图1
        （2）从数据记录表上可以看出，有一次观察记录数据明显错误，它是第________分钟时的数据。
        （3）根据表格中所给数据，请在图2所画的方格图上画出“温度—时间”的图像。
       

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        图2
        （4）从水的沸腾图像可以判断，在当时条件下，水的沸点是_________，水在沸腾过程中温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”）。
        （5）由此还可以判断出实验时水面上的气压____（选填“小于”、“大于”或“等于”）1个标准大气压。
        （6）根据实验现象归纳水沸腾的特点：
        ________________________________________；
        ________________________________________；
        ________________________________________。
        小明同学在做完“观察水的沸腾”的实验后，又进一步研究沸水自然冷却过程中温度随时间的变化情况，将实验数据记录在下表。根据下表继续回答问题：
         

时间/min	0	5	10	15	25	35	45	55	65
温度/℃	98	71	55	45	36	28	24	24	24

        （7）分析比较上表中的数据可知，这杯水所处的环境温度是________℃。
        （8）请在图3所给坐标图中，根据表格中所给数据，通过描点画出上述温度随时间变化的图像。根据图像可知沸水在自然冷却过程中温度随时间变化的特点是____________________。
       

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        图3
        （9）如果有一天你要喝一杯奶茶，下列两种冷却方法中，效果较好的是（    ）
        A. 将滚烫的热茶冷却5分钟，然后加适量冷牛奶
        B. 先将适量冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5分钟
        [解析]（1）水沸腾时，上下温度相同，在气泡上升过程中，周围的水发生汽化产生的水蒸气聚集到气泡，气泡越上升越大，故水沸腾后的情况是（a）图；水沸腾前，气泡在上升过程中，水温越来越低，由于热胀冷缩和气泡中水蒸气液化，气泡越来越小，所以（b）图为水沸腾前的情况。
        （2）因为水在沸腾时虽吸热但温度保持不变，所以第6分钟的数据是错误的，不是95℃，而应该是98℃。
        （3）纵坐标为温度，起点为90℃，每小格l℃。横坐标为吸热时间，开始计时时，所对应温度为90℃，描出相应的点，当加热到1分钟时，相对应的温度为92℃，描出相对应的点，以此类推。然后用一条光滑的曲线把这些点连接起来。对于严重偏离曲线走向的点，在连接曲线时，应予以舍去。图像如图2所示。
        （4）由实验数据记录可知水的温度最后保持在98℃，所以在此实验中，水的沸点是98℃。由上面所作的图像可以明确地看出，水在沸腾的过程中，温度不变。
        （5）因为液体沸点随气压的降低而降低，而l个标准大气压下水的沸点是100℃，故实验时气压小于1个标准大气压。
        （6）本题为开放性试题，只要答案符合题意即可。例如：吸热、温度不变、水的质量变小等等。
        （7）水在自然冷却时，温度逐渐下降，直至降到与室温相同。由表格数据可以看出：在45分钟以后水温就不再下降，水温保持在24℃。故环境温度是24℃。
        （8）方法如（3）题所述，图像如图3所示。由表格和图像可看出，在开始降温时，每5min下降的温度

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读数分别为27℃、16℃、10℃。可见开始降温快，后来降温慢。
        （9）因为温度越高，降温越快，所以用A方法冷却较好。
        [点评] 本题是在中考题的基础上拓展而成的。小明同学在做完“观察水的沸腾”的实验后，又进一步研究水自然冷却过程中温度随时间的变化情况，并根据实验数据和图像找出相关特点，同时解决一个实际问题（怎样使一杯奶茶很快降温），突出体现了学以致用的原则。还考查了学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，符合新课标的要求。