《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

20.(1)如图甲是某种晶体的熔化实验。如图乙是物质由固态变为液态过程中温度随时间变化的图像,其中$t_{2}$时刻物体的内能______$t_{3}$时刻的内能。这种物质固态时的比热容______液态时的比热容。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(2)如图丙,活塞迅速下压过程,通过______途径使管内空气的内能增加,温度升高,达到硝化棉的燃点,使硝化棉燃烧。
(3)如图丁,试管内的水沸腾后,木塞向外弹出。管口出现白雾说明水蒸气的内能______(选填“增大”“不变”或“减小”)。此过程中能量转化的情况与汽油机的______冲程相同。

(1)小于小于
(2)做功
(3)减小做功

答案： 【解析】：
（1）本题主要考查晶体熔化过程的特点以及比热容的概念。晶体在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，但内能增加。从$t_2$到$t_3$，物体处于熔化过程，继续吸热，温度不变，内能增加，因此$t_2$时刻的内能小于$t_3$时刻的内能。比热容是物质的一种特性，反映了物质吸热能力的强弱。由图像可知，在相同时间内，吸收相同的热量，固态时温度变化大，根据$Q = cm\Delta t$（$Q$为吸收的热量，$c$为比热容，$m$为质量，$\Delta t$为温度变化量），在质量和吸收热量相同的情况下，温度变化越大，比热容越小，所以固态时的比热容小于液态时的比热容。
（2）本题主要考查改变物体内能的方式。改变物体内能有两种方式：做功和热传递。活塞迅速下压过程，活塞对管内空气做功，使管内空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，这是通过做功途径使管内空气的内能增加。
（3）本题主要考查物体内能的变化以及能量转化情况。管口出现白雾，是因为水蒸气遇冷液化形成小水滴，说明水蒸气的内能减小。此过程中，水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与汽油机的做功冲程能量转化情况相同，都是内能转化为机械能。
【答案】：
(1)小于；小于
(2)做功
(3)减小；做功

21.运用知识解决问题。
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:水的比热容大,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水大。
(2)水的比热容为$4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)$,煤油的比热容为$2.1×10^{3}\ J/(kg·℃)$。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热。如图中的图像正确的是(C)。

(3)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是(D)。
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递
B.0 ℃的冰变成0 ℃的水,温度不变,内能不变
C.物体的温度越高,含有的热量越多
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能
(4)下列现象中,属于机械能转化为内能的是(A)。
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
(5)对100 g水加热,水的沸腾图像如图,请你计算从开始计时到加热3 min内水吸收的热量1.26×10⁴J。

答案： 【解析】：
(1) 考查比热容的应用。水的比热容大，相同质量的水和沙子比较，在相同受热时，沙子的温度变化比海水大，所以感到沙子烫脚，海水却比较凉。
(2) 考查比热容的实验探究。要比较水和煤油吸热升温的特点，根据控制变量法，需要完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水；用相同热源对试管均匀加热，在相同时间内，水和煤油吸收的热量相同，水的比热容大，水的温度变化小，图C符合。
(3) 考查温度、内能、热量的区别。热传递的条件是存在温度差，温度相同的两个物体间不能发生热传递；$0℃$的冰变成$0℃$的水，温度不变，但要吸收热量，内能增加；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能，故D正确。
(4) 考查能量的转化。航天飞行器穿越大气层时表面发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；冬天用热水袋取暖，是能量的转移；放爆竹时，爆竹腾空而起，是内能转化为机械能；电灯发出光和热，是电能转化为光能和内能。
(5) 考查热量的计算。由图像可知，水的初温是$70℃$，3min末的温度是$100℃$，水吸收的热量$Q_{吸}=cm(t - t_{0})$，其中$c = 4.2×10^{3}J/(kg·℃)$，$m = 100g = 0.1kg$，$t_{0} = 70℃$，$t = 100℃$，代入公式计算即可。
【答案】：
(1) 大；大
(2) 质量；C
(3) D
(4) A
(5) 解：$Q_{吸}=cm(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃ - 70℃)= 1.26×10^{4}J$