2020九年级物理全册 第十三章 内能（解读“热和能”图象题）同步辅导 （新版）新人教版

2020九年级物理全册 第十三章 内能（解读“热和能”图象题）同步辅导 （新版）新人教版

解读“热和能”图象题 图1‎ 甲 t/min ‎0‎ ‎5‎ ‎20‎ ‎10‎ t/℃‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ 水 一、利用图像求比热容大小 例1用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图1所示，据此判断物质甲的比热容为（　　） ‎ A．2.1×103J/（kg·℃） ‎ B．4.2×103J/（kg·℃） ‎ C．1.2×103J/（kg·℃）‎ D．条件不足，不能确定 解析 由图1知质量相同的物质甲和水升高相同的温度（都从‎0℃‎升高到‎60℃‎）所需加热时间之比为10min∶20min=1∶2即吸热之比Q吸甲∶ Q吸水= 1∶2。又由Q吸=cm△t知，在m和△t都相同时，Q吸与c成正比，易知c甲∶c水= 1∶2，而c水=4.2×103J/（kg·℃），故c甲=2.1×103J/（kg·℃）。‎ 答案 A Q ‎△t 甲 乙 图2‎ O 二、根据图像比较物质比热容大小 ‎① 根据图像比较不同物质比热容大小 例2 如图2是甲、乙两个相同质量的物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体温度的变化，纵坐标是物体吸收的热量。关于甲乙两种物质的比热容的大小，下列判断正确的是（ ）‎ A．c甲>c乙 B．c甲＜c乙 ‎ C．c甲=c乙 D．无法判断 解析 方法一：由图2可知，在吸热相同的情况下，液体甲温度变化量小。‎ 由Q吸=cm△t可知，在质量相同、吸热相同的情况下，温度变化与比热容大小成反比即温度变化量小的液体比热容大，故甲的比热容大。‎ 方法二：由图2可知，在温度变化相同的情况下，甲液体吸热多。‎ 由Q吸=cm△t可知，在质量相同、温度变化相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，即同等条件下，吸收热量多的液体比热容大，故甲的比热容大。‎ 答案 A ‎5‎ 图3‎ ‎6‎ ‎2‎ ‎4‎ t时/min ‎0‎ ‎2‎ t温/℃‎ ‎－2‎ ‎4‎ ‎－4‎ ‎1‎ ‎7‎ ‎3‎ A B C D E ‎ 说明： ①对于初温不相同的液体也可按上述思路求解：在质量和吸热相同的情况下，通过比较温度变化来比较比热容的大小或在质量和温度变化相同的情况下，通过比较吸热多少来比较比热容的大小；②若已知条件中没有明确质量大小关系，是无法判断比热容的大小的。‎ ‎②根据图像比较同种物质不同状态的比热容大小 例3 如图3所示为某固体加热时温度随时间变化的图象。‎ ‎（1）处在图中CD阶段时，该物体为__________。（选填“固态”、“液态”或“气态”）‎ 3‎ ‎（2）处在图中BC和DE阶段时，物体需__________。（选填“吸热”或“放热”）‎ ‎（3）吸收相同的热量，在AB阶段比在CD阶段温度上升快，这是因为该物质在AB阶段时的比热容比在CD阶段时的________。‎ 解析（1）处在图中CD阶段时，已经熔化完毕，因此该物质处于液态。‎ ‎（2）处在图中BC段是晶体熔化过程，DE阶段是液体的沸腾过程，此时都要吸热，温度不变。‎ ‎（3）方法一：因为在熔化过程中温度保持‎0℃‎不变，所以熔点为‎0℃‎，由此可知，该物质AB段为固态的冰，CD段为液态的水。又因水的比热容最大，故该物质在AB段的比热容比CD段的比热容小。‎ 方法二：该物质在AB段和CD段虽然状态改变但质量不变。又由图知，该物质在AB段和CD段温度变化相同，而加热时间之比为1∶2即吸热之比Q吸AB∶ Q吸CD=1∶2。根据Q吸=cm△t知，在m和△t都相同时，Q吸与c成正比，故有 cAB∶cCD= 1∶2即cAB＜cCD。‎ 答案（1）液态 （2）吸热 （3）小 三、根据图像比较内能大小 例4 在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中，实验装置如图4甲所示。‎ ‎（1）试管中装有适量的碎冰，按图4甲组装时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触，但不要碰到 ；‎ 图4‎ 乙 a 时间/min ‎0‎ 温度/℃‎ ‎－20‎ ‎100‎ A B C D E b 甲 ‎ ‎ ‎（2）图4乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。由图象可知：BC段的物质处于 （选填“固态”“液态”或“固液共存态”），物体在a点时具有的内能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在b点时的内能。‎ 解析（1）组装时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触，但不要碰到试管底或试管壁；‎ ‎（2）冰吸收热量温度升高，达到熔点。继续吸收热量，温度保持不变，处于固液共存状态，等冰全部熔化成液态之后，吸收热量，温度不断升高。BC段的物质处于固液共存态，不断吸热，内能不断增加，但温度不变，故物体在a点时具有的内能小于在b点时的内能。‎ 答案（1）试管底或试管壁 （2）固液共存态；小于 四、利用图象信息求物体吸热多少 例5 (2014 连云港)小华同学利用图5甲所示装置对‎100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图5乙是他根据记录的数据绘制的温度——时间图象，根据图象可知：‎ 3‎ 图5‎ 甲 A B C D 乙 ‎10‎ ‎－10‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎25‎ 时间/min ‎0‎ 温度/℃‎ ‎15‎ ‎20‎ 丙 ‎10‎ ‎－10‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎25‎ 时间/min ‎0‎ 温度/℃‎ ‎15‎ ‎20‎ A B C D ‎（1）冰属于　　（选填“晶体”或“非晶体”）；‎ ‎（2）设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了　 　J的热量 ‎（c冰=2.1×103J/kg•℃，c水=4.2×103J/kg•℃）；‎ ‎（3）图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度——时间图象，老师认为他的CD段数据有问题，老师做出这样的判断的依据是 。‎ ‎ 解析（1）由图象知，该物质在熔化过程中温度保持不变，所以是晶体；‎ ‎（2）AB阶段物质吸收的热量：Q=cm（t－t0）=2.1×103J/（kg•℃）×‎0.1kg×‎10℃‎=2.1×103J，因为相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了2×2.1×103J=4.2×103J的热量；‎ ‎（3）因为水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢，而图CD段水升温应较快。‎ 答案（1）晶体（2）4.2×103；（3）水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢。‎ 3‎