连载：2024年中考物理真题典题赏析，助你突破难点

（2024成都中考题）某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等)，到t3时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图22）。下列说法正确的是（   ）

A.在0~t2时间段，该物体吸收的热量为cm(T2-T1)

B.在t2~t4时间段，该物质的比热容先增大后减小

C.在t4~t5时间段，该物体放出的热量为cm(T2-T1)(t5-t4)/t1

D.该物质在t5~t6时间段的比热容等于在0~t1时间段的比热容

本题答案是D

【解析】

选项A：在0~t2时间段，该物体的温度变化分为两个阶段：0~t1时间段为吸热升温过程，吸收的热量为cm(T2-T1)；t1~t2时间段为吸热熔化过程，熔化过程温度不变，但也在吸热（吸收的热量称为熔化热，属高中物理知识）。所以在0~t2时间段，该物体吸收的热量为0~t1时间段吸收的热量cm(T2-T1)加上t1~t2时间段吸收的熔化热，故A错误。【知识拓展：晶体熔化时，吸收的热量并不是用来升温，而是用来减小分子之间的束缚，使之变为液体，也就是说用来熔化，这就是为什么晶体熔化时吸收了热量但温度却保持不变的原因】

选项B：在t2~t4时间段，该物质的物态一直是液态，比热容不变。其中t2~t3时间段是该物质已完全熔化后处于液态的时间段，t3~t4时间段是停止加热后该物质还没有凝固，仍然处于液态的时间段。虽然这两个时间段温度都在变化，但比热容跟物质的温度无关，只跟物质的种类和物态有关，既然是同一物质，物态也没变，所以比热容不变，故B错误。

选项C：大家可能会疑惑，在t4~t5时间段，该物体放出的热量为cm(T2-T1)(t5-t4)/t1 这个说法，命题人是怎么设计出来的呢？其实是根据题干中“物体在相同时间内吸收的热量相等”设计出来的。根据0~t1时间段吸收的热量cm(T2-T1)，可以计算出物体在单位时间内吸收的热量为cm(T2-T1)/t1，t4~t5时间段的时间为(t5-t4)，用这个时间乘以物体在单位时间内吸收的热量cm(T2-T1)/t1，于是得到结果为cm(T2-T1)(t5-t4)/t1。但是，0~t1时间段是用热源对该物质加热的过程，而t4~t5时间段是该物质已离开热源，正在向外放热并且凝固的过程。所以不能用0~t1时间段吸收的热量来衡量t4~t5时间段放出的热量，故C错误。

选项D：该物质在t5~t6时间段处于完全凝固后的固态，在0~t1时间段也是处于固态，同种物质在同一物态下比热容是不变的。所以，该物质在t5~t6时间段的比热容等于在0~t1时间段的比热容，故D正确。

【赏析】

熔化凝固图象在各地中考试题中屡见不鲜，命题人也是使出浑身解数来编制出具有新意的题目，成都中考这道题的命题就富有新意，每个选项的考查点都别出心裁，从多角度考查了学生对晶体熔化和凝固过程的掌握程度。当然，这道题也具有一定的难度，四个选项中，有的具有迷惑性，有的具有挑战性。有些考生会忽视t1~t2时间段的吸热而误选A；有些考生可能根据图象走势而误选B；有些考生会根据t5~t6时间段和0~t1时间段的图象倾斜程度而判断选项D错误。最让考生受煎熬的还是选项C，因为学生较少遇到利用熔化凝固图象定量计算热量的问题。

熔化凝固图象题是一种常见的物理题目，主要考察学生对物质状态变化的理解。这类题目通常涉及到物质在熔化、凝固过程中的吸、放热情况，每一阶段所处的状态，以及比热容的变化。需要学生通过观察和分析物质的温度-时间图像，了解物质在熔化与凝固过程中的状态变化、熔点或凝固点等。在解题时，注意抓住图像中的时间段、关键点和变化趋势，结合物理概念和规律进行分析和判断。