九年級(jí)物理上冊(cè) 第十二章《內(nèi)能與熱機(jī)》解讀“熱和能”圖象題 （新版）粵教滬版.doc

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解讀“熱和能”圖象題 圖1 甲 t/min 0 5 20 10 t/℃ 15 20 40 60 80 水 一、利用圖像求比熱容大小 例1用兩個(gè)相同的電熱器給質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水加熱，它們的溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖1所示，據(jù)此判斷物質(zhì)甲的比熱容為（　?。? A．2.1103J/（kg℃） B．4.2103J/（kg℃） C．1.2103J/（kg℃） D．條件不足，不能確定 解析 由圖1知質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水升高相同的溫度（都從0℃升高到60℃）所需加熱時(shí)間之比為10min∶20min=1∶2即吸熱之比Q吸甲∶ Q吸水= 1∶2。又由Q吸=cm△t知，在m和△t都相同時(shí)，Q吸與c成正比，易知c甲∶c水= 1∶2，而c水=4.2103J/（kg℃），故c甲=2.1103J/（kg℃）。 答案 A Q △t 甲 乙 圖2 O 二、根據(jù)圖像比較物質(zhì)比熱容大小 ① 根據(jù)圖像比較不同物質(zhì)比熱容大小 例2 如圖2是甲、乙兩個(gè)相同質(zhì)量的物體吸熱后溫度升高的情況，圖中橫坐標(biāo)是物體溫度的變化，縱坐標(biāo)是物體吸收的熱量。關(guān)于甲乙兩種物質(zhì)的比熱容的大小，下列判斷正確的是（ ） A．c甲>c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲=c乙 D．無(wú)法判斷 解析 方法一：由圖2可知，在吸熱相同的情況下，液體甲溫度變化量小。 由Q吸=cm△t可知，在質(zhì)量相同、吸熱相同的情況下，溫度變化與比熱容大小成反比即溫度變化量小的液體比熱容大，故甲的比熱容大。 方法二：由圖2可知，在溫度變化相同的情況下，甲液體吸熱多。 由Q吸=cm△t可知，在質(zhì)量相同、溫度變化相同的情況下，吸熱多少與比熱容大小成正比，即同等條件下，吸收熱量多的液體比熱容大，故甲的比熱容大。 答案 A 5 圖3 6 2 4 t時(shí)/min 0 2 t溫/℃ －2 4 －4 1 7 3 A B C D E 說(shuō)明： ①對(duì)于初溫不相同的液體也可按上述思路求解：在質(zhì)量和吸熱相同的情況下，通過(guò)比較溫度變化來(lái)比較比熱容的大小或在質(zhì)量和溫度變化相同的情況下，通過(guò)比較吸熱多少來(lái)比較比熱容的大??；②若已知條件中沒(méi)有明確質(zhì)量大小關(guān)系，是無(wú)法判斷比熱容的大小的。 ②根據(jù)圖像比較同種物質(zhì)不同狀態(tài)的比熱容大小 例3 如圖3所示為某固體加熱時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象。 （1）處在圖中CD階段時(shí)，該物體為_(kāi)_________。（選填“固態(tài)”、“液態(tài)”或“氣態(tài)”） （2）處在圖中BC和DE階段時(shí)，物體需__________。（選填“吸熱”或“放熱”） （3）吸收相同的熱量，在AB階段比在CD階段溫度上升快，這是因?yàn)樵撐镔|(zhì)在AB階段時(shí)的比熱容比在CD階段時(shí)的________。 解析（1）處在圖中CD階段時(shí)，已經(jīng)熔化完畢，因此該物質(zhì)處于液態(tài)。 （2）處在圖中BC段是晶體熔化過(guò)程，DE階段是液體的沸騰過(guò)程，此時(shí)都要吸熱，溫度不變。 （3）方法一：因?yàn)樵谌刍^(guò)程中溫度保持0℃不變，所以熔點(diǎn)為0℃，由此可知，該物質(zhì)AB段為固態(tài)的冰，CD段為液態(tài)的水。又因水的比熱容最大，故該物質(zhì)在AB段的比熱容比CD段的比熱容小。 方法二：該物質(zhì)在AB段和CD段雖然狀態(tài)改變但質(zhì)量不變。又由圖知，該物質(zhì)在AB段和CD段溫度變化相同，而加熱時(shí)間之比為1∶2即吸熱之比Q吸AB∶ Q吸CD=1∶2。根據(jù)Q吸=cm△t知，在m和△t都相同時(shí)，Q吸與c成正比，故有 cAB∶cCD= 1∶2即cAB＜cCD。 答案（1）液態(tài) （2）吸熱 （3）小 三、根據(jù)圖像比較內(nèi)能大小 例4 在“探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4甲所示。 （1）試管中裝有適量的碎冰，按圖4甲組裝時(shí)應(yīng)將溫度計(jì)的玻璃泡與碎冰充分接觸，但不要碰到 ； 圖4 乙 a 時(shí)間/min 0 溫度/℃ －20 100 A B C D E b 甲 （2）圖4乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄繪制的冰熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象。由圖象可知：BC段的物質(zhì)處于 （選填“固態(tài)”“液態(tài)”或“固液共存態(tài)”），物體在a點(diǎn)時(shí)具有的內(nèi)能 （選填“大于”、“小于”或“等于”）在b點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能。 解析（1）組裝時(shí)應(yīng)將溫度計(jì)的玻璃泡與碎冰充分接觸，但不要碰到試管底或試管壁； （2）冰吸收熱量溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)。繼續(xù)吸收熱量，溫度保持不變，處于固液共存狀態(tài)，等冰全部熔化成液態(tài)之后，吸收熱量，溫度不斷升高。BC段的物質(zhì)處于固液共存態(tài)，不斷吸熱，內(nèi)能不斷增加，但溫度不變，故物體在a點(diǎn)時(shí)具有的內(nèi)能小于在b點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能。 答案（1）試管底或試管壁 （2）固液共存態(tài)；小于 四、利用圖象信息求物體吸熱多少 例5 (xx 連云港)小華同學(xué)利用圖5甲所示裝置對(duì)100g冰加熱，他每隔相同時(shí)間記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并觀察物質(zhì)的狀態(tài)。圖5乙是他根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制的溫度——時(shí)間圖象，根據(jù)圖象可知： 圖5 甲 A B C D 乙 10 －10 5 10 25 時(shí)間/min 0 溫度/℃ 15 20 丙 10 －10 5 10 25 時(shí)間/min 0 溫度/℃ 15 20 A B C D （1）冰屬于　?。ㄟx填“晶體”或“非晶體”）； （2）設(shè)相同時(shí)間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同，則BC階段物質(zhì)共吸收了　 　J的熱量 （c冰=2.1103J/kg?℃，c水=4.2103J/kg?℃）； （3）圖丙是另一位同學(xué)在完成同一實(shí)驗(yàn)時(shí)繪制的溫度——時(shí)間圖象，老師認(rèn)為他的CD段數(shù)據(jù)有問(wèn)題，老師做出這樣的判斷的依據(jù)是 。 解析（1）由圖象知，該物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度保持不變，所以是晶體； （2）AB階段物質(zhì)吸收的熱量：Q=cm（t－t0）=2.1103J/（kg?℃）0.1kg10℃=2.1103J，因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同，則BC階段物質(zhì)共吸收了22.1103J=4.2103J的熱量； （3）因?yàn)樗谋葻崛葺^大，質(zhì)量相同的冰和水吸收相同的熱量，水升溫應(yīng)較慢，而圖CD段水升溫應(yīng)較快。 答案（1）晶體（2）4.2103；（3）水的比熱容較大，質(zhì)量相同的冰和水吸收相同的熱量，水升溫應(yīng)較慢。