1. (2025·苏州吴江阶段检测)如图所示,运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段:$A→B$阶段,助跑加速。$B→C$阶段,杆弯曲程度增大、人上升。$C→D$阶段,杆弯曲程度减小、人上升。$D→E$阶段,人越过横杆后下落。整个过程中空气阻力忽略不计,下列相关说法不正确的是(

A.在$A→B$阶段人的动能逐渐增大
B.在$B→C$阶段杆的弹性势能增大
C.在$C→D$阶段人的重力势能增大
D.整个过程中人的机械能守恒
D
)A.在$A→B$阶段人的动能逐渐增大
B.在$B→C$阶段杆的弹性势能增大
C.在$C→D$阶段人的重力势能增大
D.整个过程中人的机械能守恒
答案
1. D 提示:$A→B$阶段,运动员助跑加速,质量不变,速度增大,动能增大。$B→C$阶段,杆弯曲程度增大,杆的弹性势能增大。$C→D$阶段,人上升,人的高度增加,重力势能增加。整个过程忽略空气阻力,$A→B$阶段,人的化学能转化为动能;$B→C$阶段,人的动能转化为了重力势能和杆的弹性势能;$C→D$阶段,杆的弹性势能转化为人的机械能,故人的机械能不守恒。
解析
【分析】
本题围绕撑杆跳过程考查能量变化与机械能守恒的知识,需逐个分析各阶段的能量转化,结合动能、重力势能、弹性势能的影响因素,以及机械能守恒的条件(仅重力或弹力做功时机械能守恒)判断选项对错,最终选出不正确的说法。
【解析】
对各选项逐一分析:
1. 选项A:$A→B$阶段是助跑加速过程,运动员质量不变,速度逐渐增大,根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,动能随速度增大而增大,该选项说法正确。
2. 选项B:$B→C$阶段,杆的弯曲程度增大,弹性形变程度变大,弹性势能的大小与弹性形变程度有关,形变越大弹性势能越大,因此杆的弹性势能增大,该选项说法正确。
3. 选项C:$C→D$阶段,人持续上升,质量不变,高度不断增加,根据重力势能公式$E_p=mgh$,重力势能随高度增加而增大,该选项说法正确。
4. 选项D:机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,无其他形式能量参与转化。整个过程中,$A→B$阶段运动员消耗自身化学能转化为动能,并非仅机械能内部转化,因此人的机械能不守恒,该选项说法错误。题目要求选不正确的选项,故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
动能与势能、机械能守恒、弹性势能
【点评】
本题结合实际运动场景考查能量转化,需准确区分各阶段的能量来源与去向,易错点在于忽略$A→B$阶段化学能的参与,误判机械能守恒,整体是对基础能量知识的综合应用。
【难度系数】
0.5
本题围绕撑杆跳过程考查能量变化与机械能守恒的知识,需逐个分析各阶段的能量转化,结合动能、重力势能、弹性势能的影响因素,以及机械能守恒的条件(仅重力或弹力做功时机械能守恒)判断选项对错,最终选出不正确的说法。
【解析】
对各选项逐一分析:
1. 选项A:$A→B$阶段是助跑加速过程,运动员质量不变,速度逐渐增大,根据动能公式$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,动能随速度增大而增大,该选项说法正确。
2. 选项B:$B→C$阶段,杆的弯曲程度增大,弹性形变程度变大,弹性势能的大小与弹性形变程度有关,形变越大弹性势能越大,因此杆的弹性势能增大,该选项说法正确。
3. 选项C:$C→D$阶段,人持续上升,质量不变,高度不断增加,根据重力势能公式$E_p=mgh$,重力势能随高度增加而增大,该选项说法正确。
4. 选项D:机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功,无其他形式能量参与转化。整个过程中,$A→B$阶段运动员消耗自身化学能转化为动能,并非仅机械能内部转化,因此人的机械能不守恒,该选项说法错误。题目要求选不正确的选项,故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
动能与势能、机械能守恒、弹性势能
【点评】
本题结合实际运动场景考查能量转化,需准确区分各阶段的能量来源与去向,易错点在于忽略$A→B$阶段化学能的参与,误判机械能守恒,整体是对基础能量知识的综合应用。
【难度系数】
0.5
2. (2025·泰州靖江期中)如图所示,原长为$l$的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至$A$点时松手,木块在弹簧的作用下从$A$点到$D$点往复运动若干次后静止,静止时,弹簧具有的弹性势能为1 J。下列说法正确的是(

A.从$A$点运动到$C$点,弹簧弹性势能转化为木块动能,木块在$C$点动能最大
B.木块最终可能静止在$C$点、$C$点左侧或$C$点右侧的位置
C.从$A$点运动到$D$点弹性势能先减小后增大,$A$、$D$两点弹性势能最大
D.从$A$点运动到$C$点过程中,木块同时受到两个不同方向的弹力,木块的机械能先增大后减小
D
)A.从$A$点运动到$C$点,弹簧弹性势能转化为木块动能,木块在$C$点动能最大
B.木块最终可能静止在$C$点、$C$点左侧或$C$点右侧的位置
C.从$A$点运动到$D$点弹性势能先减小后增大,$A$、$D$两点弹性势能最大
D.从$A$点运动到$C$点过程中,木块同时受到两个不同方向的弹力,木块的机械能先增大后减小
答案
2. D 提示:木块从$A$点到$C$点过程中,先是弹力大于摩擦力,木块向右加速,当摩擦力大于弹力时,木块减速,直至弹簧的弹力减为零才到达$C$点,故木块在$C$点动能不是最大。静止时,弹簧的弹性势能不为0,说明弹簧有弹性形变,不可能在$C$点。从$A$点到$D$点过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大,由于有摩擦阻力,在$A$点弹性势能最大。从$A$点到$C$点过程中,木块受到支持面向上的弹力,及弹簧对木块水平向右的弹力,木块的动能先增大后减小,重力势能一直不变,故木块的机械能是先增大后减小。
解析
【分析】
本题围绕弹簧与木块的运动展开,需明确:木块运动时水平方向受弹簧弹力(随形变量变化)和滑动摩擦力(大小不变);弹性势能与弹簧形变量正相关;木块机械能为动能与重力势能之和(重力势能不变,机械能变化看动能);木块最终静止时弹簧需有形变(平衡静摩擦力)。解题时逐个分析选项,结合力与运动、能量变化的关系判断对错。
【解析】
选项A:从A到C,弹簧弹力逐渐减小,初始阶段弹力大于摩擦力,木块加速;当弹力小于摩擦力时,木块减速,因此动能最大的位置是弹力等于摩擦力处,而非C点(C点弹簧原长,弹力为0,木块已减速),A错误。
选项B:木块静止时,需弹簧弹力平衡静摩擦力,因此弹簧一定有形变;C点是弹簧原长位置(弹力为0),不可能静止在C点,只能在C点左侧,B错误。
选项C:从A到D,弹簧先恢复原长(形变量减小,弹性势能减小),后被拉长(形变量增大,弹性势能增大);由于运动中存在摩擦,A点初始压缩形变量最大,弹性势能最大,D点弹簧拉长的形变量小于A点,弹性势能更小,C错误。
选项D:从A到C,木块受弹簧水平向右的弹力、水平面向上的支持力(两个不同方向的弹力);木块动能先增大(弹力>摩擦力时)后减小(弹力<摩擦力时),重力势能不变,因此木块机械能(动能+重力势能)先增大后减小,D正确。
【答案】
D
【知识点】
弹性势能、机械能变化、摩擦力与弹力
【点评】
本题结合弹簧模型考查力与能量的综合分析,需明确弹性势能与形变量的关系、动能最大的条件,易错点是混淆弹簧原长位置与动能最大位置,以及静止时弹簧的形变要求。
【难度系数】
0.5
本题围绕弹簧与木块的运动展开,需明确:木块运动时水平方向受弹簧弹力(随形变量变化)和滑动摩擦力(大小不变);弹性势能与弹簧形变量正相关;木块机械能为动能与重力势能之和(重力势能不变,机械能变化看动能);木块最终静止时弹簧需有形变(平衡静摩擦力)。解题时逐个分析选项,结合力与运动、能量变化的关系判断对错。
【解析】
选项A:从A到C,弹簧弹力逐渐减小,初始阶段弹力大于摩擦力,木块加速;当弹力小于摩擦力时,木块减速,因此动能最大的位置是弹力等于摩擦力处,而非C点(C点弹簧原长,弹力为0,木块已减速),A错误。
选项B:木块静止时,需弹簧弹力平衡静摩擦力,因此弹簧一定有形变;C点是弹簧原长位置(弹力为0),不可能静止在C点,只能在C点左侧,B错误。
选项C:从A到D,弹簧先恢复原长(形变量减小,弹性势能减小),后被拉长(形变量增大,弹性势能增大);由于运动中存在摩擦,A点初始压缩形变量最大,弹性势能最大,D点弹簧拉长的形变量小于A点,弹性势能更小,C错误。
选项D:从A到C,木块受弹簧水平向右的弹力、水平面向上的支持力(两个不同方向的弹力);木块动能先增大(弹力>摩擦力时)后减小(弹力<摩擦力时),重力势能不变,因此木块机械能(动能+重力势能)先增大后减小,D正确。
【答案】
D
【知识点】
弹性势能、机械能变化、摩擦力与弹力
【点评】
本题结合弹簧模型考查力与能量的综合分析,需明确弹性势能与形变量的关系、动能最大的条件,易错点是混淆弹簧原长位置与动能最大位置,以及静止时弹簧的形变要求。
【难度系数】
0.5
3. (2024·泰州靖江期中)如图所示,木块以一定的速度滑过A、B点,到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是 (

A.D点与A点相比,动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,可能大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
C
)A.D点与A点相比,动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.B点的动能可能等于A点的动能,可能大于C点的动能
D.B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
答案
3. C 提示:若接触面粗糙,木块的部分机械能会转化为内能,故$D$点的机械能可能比$A$点的少;$AC$、$CD$间的垂直距离均为$h$,则$A$点到$C$点减少的重力势能等于$C$点到$D$点减少的重力势能;若$AB$粗糙,木块可能做匀速直线运动,$AB$两点的动能可能相等;若$BC$粗糙,$B$点的动能比$C$点的大,若$BC$光滑,空气阻力不计,$BC$两点的动能相等;木块在$D$点的动能比$C$点的大,可能等于$B$点的动能,但与$A$点的动能无法比较。
解析
【分析】
要解决此题,需明确重力势能与质量、高度的关系,动能与质量、速度的关系,以及机械能的转化(需考虑接触面粗糙与否的影响)。首先,A到C、C到D的垂直距离均为h,故A到C减少的重力势能等于C到D减少的重力势能;A到B到C过程中,若接触面粗糙,机械能会转化为内能,C到D过程忽略空气阻力,机械能守恒。再结合选项中的关键词(“可能”“一定”)逐一判断。
【解析】
1. 分析选项B:重力势能公式为$E_p=mgh$,A与C的高度差为$h$,C与D的高度差也为$h$,因此A到C减少的重力势能$\Delta E_{pAC}=mgh$,C到D减少的重力势能$\Delta E_{pCD}=mgh$,两者相等,故B错误。
2. 分析选项A:A到B到C过程中,若接触面粗糙,木块克服摩擦力做功,机械能转化为内能,C点机械能小于A点;C到D过程忽略空气阻力,机械能守恒,故D点机械能等于C点,因此D点机械能小于A点,并非不变,A错误。
3. 分析选项C:A到B段,若AB接触面粗糙,木块可能做匀速直线运动,B点动能等于A点;若AB接触面光滑,木块加速,B点动能大于A点,减速则小于A点,故B点动能“可能等于A点”成立。B到C段,若BC接触面粗糙,木块克服摩擦力做功,动能减少,B点动能大于C点;若BC接触面光滑,动能不变,B点动能等于C点,故B点动能“可能大于C点”成立,因此C正确。
4. 分析选项D:由A到B段的分析,AB段若匀速,B点动能等于A点,并非“一定大于”,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
重力势能、动能、机械能转化
【点评】
本题考查机械能的相关知识,需注意接触面粗糙与否对机械能的影响,以及选项中“可能”“一定”等限定词的含义,容易因忽略摩擦作用或误判高度差出错,需全面分析不同情况。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需明确重力势能与质量、高度的关系,动能与质量、速度的关系,以及机械能的转化(需考虑接触面粗糙与否的影响)。首先,A到C、C到D的垂直距离均为h,故A到C减少的重力势能等于C到D减少的重力势能;A到B到C过程中,若接触面粗糙,机械能会转化为内能,C到D过程忽略空气阻力,机械能守恒。再结合选项中的关键词(“可能”“一定”)逐一判断。
【解析】
1. 分析选项B:重力势能公式为$E_p=mgh$,A与C的高度差为$h$,C与D的高度差也为$h$,因此A到C减少的重力势能$\Delta E_{pAC}=mgh$,C到D减少的重力势能$\Delta E_{pCD}=mgh$,两者相等,故B错误。
2. 分析选项A:A到B到C过程中,若接触面粗糙,木块克服摩擦力做功,机械能转化为内能,C点机械能小于A点;C到D过程忽略空气阻力,机械能守恒,故D点机械能等于C点,因此D点机械能小于A点,并非不变,A错误。
3. 分析选项C:A到B段,若AB接触面粗糙,木块可能做匀速直线运动,B点动能等于A点;若AB接触面光滑,木块加速,B点动能大于A点,减速则小于A点,故B点动能“可能等于A点”成立。B到C段,若BC接触面粗糙,木块克服摩擦力做功,动能减少,B点动能大于C点;若BC接触面光滑,动能不变,B点动能等于C点,故B点动能“可能大于C点”成立,因此C正确。
4. 分析选项D:由A到B段的分析,AB段若匀速,B点动能等于A点,并非“一定大于”,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
重力势能、动能、机械能转化
【点评】
本题考查机械能的相关知识,需注意接触面粗糙与否对机械能的影响,以及选项中“可能”“一定”等限定词的含义,容易因忽略摩擦作用或误判高度差出错,需全面分析不同情况。
【难度系数】
0.5
4. 三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内,圆筒的侧壁和一个底部均绝热,另一个底部开口并被导热膜封住,用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖囱,从而将三个热源互相隔开并形成$A$、$B$、$C$三个独立单元区域。假设周围环境的温度恒定,并且传导的热功率与温差成正比,每个独立单元区域内空气的温度均匀,$A$、$B$、$C$三个独立单元区域的温度与周围环境的温度差分别为$\Delta t_{A}$、$\Delta t_{B}$和$\Delta t_{C}$,则$\Delta t_{A}:\Delta t_{B}:\Delta t_{C}$为(

A.$3:2:1$
B.$6:3:2$
C.$5:3:1$
D.$6:5:3$
D
)A.$3:2:1$
B.$6:3:2$
C.$5:3:1$
D.$6:5:3$
答案
4. D 提示:设热源的发热功率均为$P$,则$k(\Delta t_A-\Delta t_B)=P$,即$A$的散热功率等于发热功率;$k(\Delta t_B-\Delta t_C)=P+k(\Delta t_A-\Delta t_B)$,即$B$的散热功率等于自身的发热功率与$A$的散热功率之和;$k\Delta t_C=P+k(\Delta t_B-\Delta t_C)$,即$C$的散热功率等于自身的发热功率与$B$的散热功率之和,整理得$\Delta t_A=2\Delta t_C$,$3\Delta t_B=5\Delta t_C$,即$\Delta t_A:\Delta t_B:\Delta t_C=6:5:3$。
解析
【分析】
要解决本题,需利用稳态下的热平衡原理:每个区域的发热功率等于其散热功率。已知热传导功率与温差成正比,设比例系数为k,三个热源的发热功率均为P,分别对A、B、C三个区域列热平衡方程,联立方程即可求出三个温差的比值。
【解析】
设热传导的比例系数为k,每个热源的发热功率均为P。
1. 对区域A:A的散热功率等于自身热源的功率,即 $ k(\Delta t_A - \Delta t_B) = P $;
2. 对区域B:B的散热功率等于自身热源功率与A传递过来的热功率之和,即 $ k(\Delta t_B - \Delta t_C) = P + k(\Delta t_A - \Delta t_B) $;
3. 对区域C:C的散热功率等于自身热源功率与B传递过来的热功率之和,即 $ k\Delta t_C = P + k(\Delta t_B - \Delta t_C) $;
联立上述三个方程:
由第一个方程得:$ k\Delta t_A - k\Delta t_B = P $;
由第三个方程整理得:$ 2k\Delta t_C - k\Delta t_B = P $;
因此 $ k\Delta t_A - k\Delta t_B = 2k\Delta t_C - k\Delta t_B $,化简得 $ \Delta t_A = 2\Delta t_C $;
将 $ \Delta t_A = 2\Delta t_C $ 代入第一个方程,得 $ k(2\Delta t_C - \Delta t_B) = P $,结合第三个方程的结果,再将 $ \Delta t_A = 2\Delta t_C $ 代入第二个方程:
整理可得 $ 3\Delta t_B =5\Delta t_C $,即 $ \Delta t_B = \frac{5}{3}\Delta t_C $;
因此 $ \Delta t_A =2\Delta t_C = \frac{6}{3}\Delta t_C $,故 $ \Delta t_A:\Delta t_B:\Delta t_C =6:5:3 $。
【答案】
D
【知识点】
热平衡、热传导
【点评】
本题考查稳态热平衡的应用,关键是正确分析每个区域的热量收支,列出对应的热平衡方程,联立求解即可,属于热学基础应用题型。
【难度系数】
0.3
要解决本题,需利用稳态下的热平衡原理:每个区域的发热功率等于其散热功率。已知热传导功率与温差成正比,设比例系数为k,三个热源的发热功率均为P,分别对A、B、C三个区域列热平衡方程,联立方程即可求出三个温差的比值。
【解析】
设热传导的比例系数为k,每个热源的发热功率均为P。
1. 对区域A:A的散热功率等于自身热源的功率,即 $ k(\Delta t_A - \Delta t_B) = P $;
2. 对区域B:B的散热功率等于自身热源功率与A传递过来的热功率之和,即 $ k(\Delta t_B - \Delta t_C) = P + k(\Delta t_A - \Delta t_B) $;
3. 对区域C:C的散热功率等于自身热源功率与B传递过来的热功率之和,即 $ k\Delta t_C = P + k(\Delta t_B - \Delta t_C) $;
联立上述三个方程:
由第一个方程得:$ k\Delta t_A - k\Delta t_B = P $;
由第三个方程整理得:$ 2k\Delta t_C - k\Delta t_B = P $;
因此 $ k\Delta t_A - k\Delta t_B = 2k\Delta t_C - k\Delta t_B $,化简得 $ \Delta t_A = 2\Delta t_C $;
将 $ \Delta t_A = 2\Delta t_C $ 代入第一个方程,得 $ k(2\Delta t_C - \Delta t_B) = P $,结合第三个方程的结果,再将 $ \Delta t_A = 2\Delta t_C $ 代入第二个方程:
整理可得 $ 3\Delta t_B =5\Delta t_C $,即 $ \Delta t_B = \frac{5}{3}\Delta t_C $;
因此 $ \Delta t_A =2\Delta t_C = \frac{6}{3}\Delta t_C $,故 $ \Delta t_A:\Delta t_B:\Delta t_C =6:5:3 $。
【答案】
D
【知识点】
热平衡、热传导
【点评】
本题考查稳态热平衡的应用,关键是正确分析每个区域的热量收支,列出对应的热平衡方程,联立求解即可,属于热学基础应用题型。
【难度系数】
0.3
5. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温,在温度—热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示。则甲、丙之间比热容$c$和质量$m$的大小关系正确的是(

A.$m_{\mathrm{甲}}>m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}>c_{\mathrm{丙}}$
B.$m_{\mathrm{甲}}>m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}<c_{\mathrm{丙}}$
C.$m_{\mathrm{甲}}<m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}>c_{\mathrm{丙}}$
D.$m_{\mathrm{甲}}<m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}<c_{\mathrm{丙}}$
C
)A.$m_{\mathrm{甲}}>m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}>c_{\mathrm{丙}}$
B.$m_{\mathrm{甲}}>m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}<c_{\mathrm{丙}}$
C.$m_{\mathrm{甲}}<m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}>c_{\mathrm{丙}}$
D.$m_{\mathrm{甲}}<m_{\mathrm{丙}},c_{\mathrm{甲}}<c_{\mathrm{丙}}$
答案
5. C 提示:如图所示,通过3个点分别作出甲、乙、丙升高的温度随吸收的热量的变化图像,乙、丙是同种液体,当乙、丙升高相同温度时,丙吸热量高于乙吸热量,则丙的质量大于乙的质量,即$m_丙>m_乙=m_甲$;甲、乙是质量相同的不同液体,当甲、乙吸收的热量相同时,甲升温较少,则甲的比热容较大,即$c_甲>c_乙=c_丙$。
解析
【分析】
要解决本题,需利用热量计算公式 $ Q = cm\Delta t $,结合图像和题目给定的液体关系,分步骤推导:首先分析乙、丙的质量关系,再分析甲、乙的比热容关系,最终整合甲、丙的结论选出答案。
【解析】
根据热量公式 $ Q = cm\Delta t $,变形得 $ m = \frac{Q}{c\Delta t} $、$ c = \frac{Q}{m\Delta t} $,结合条件分析:
1. 乙、丙的质量关系:乙、丙为同种液体,故 $ c_乙 = c_丙 $;由图像可知,乙和丙升高相同温度($ \Delta t = \Delta t_2 $),吸收热量 $ Q_乙 = Q_1 $、$ Q_丙 = Q_2 $,且 $ Q_2 > Q_1 $。根据 $ Q = cm\Delta t $,当 $ c $、$ \Delta t $ 相同时,$ Q $ 与 $ m $ 成正比,因此 $ m_丙 > m_乙 $;又题目中 $ m_甲 = m_乙 $,故 $ m_甲 = m_乙 < m_丙 $,即 $ m_甲 < m_丙 $。
2. 甲、丙的比热容关系:甲、乙质量相等($ m_甲 = m_乙 $);由图像可知,甲吸收热量 $ Q_甲 = Q_2 $、升高温度 $ \Delta t_甲 = \Delta t_1 $,乙吸收热量 $ Q_乙 = Q_1 $、升高温度 $ \Delta t_乙 = \Delta t_2 $。根据 $ c = \frac{Q}{m\Delta t} $,$ m $ 相同时,$ c $ 与 $ Q $ 成正比、与 $ \Delta t $ 成反比,结合图像中温度-热量线的斜率,可得 $ c_甲 > c_乙 $;又 $ c_乙 = c_丙 $,故 $ c_甲 > c_丙 $。
综上,$ m_甲 < m_丙 $,$ c_甲 > c_丙 $,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算、图像分析
【点评】
本题结合温度-热量图像考查比热容和质量的关系,核心是利用热量公式的变形,分步骤关联不同液体的物理量,需准确解读图像中各点的物理意义,属于中等难度的热学综合题。
【难度系数】
0.4
要解决本题,需利用热量计算公式 $ Q = cm\Delta t $,结合图像和题目给定的液体关系,分步骤推导:首先分析乙、丙的质量关系,再分析甲、乙的比热容关系,最终整合甲、丙的结论选出答案。
【解析】
根据热量公式 $ Q = cm\Delta t $,变形得 $ m = \frac{Q}{c\Delta t} $、$ c = \frac{Q}{m\Delta t} $,结合条件分析:
1. 乙、丙的质量关系:乙、丙为同种液体,故 $ c_乙 = c_丙 $;由图像可知,乙和丙升高相同温度($ \Delta t = \Delta t_2 $),吸收热量 $ Q_乙 = Q_1 $、$ Q_丙 = Q_2 $,且 $ Q_2 > Q_1 $。根据 $ Q = cm\Delta t $,当 $ c $、$ \Delta t $ 相同时,$ Q $ 与 $ m $ 成正比,因此 $ m_丙 > m_乙 $;又题目中 $ m_甲 = m_乙 $,故 $ m_甲 = m_乙 < m_丙 $,即 $ m_甲 < m_丙 $。
2. 甲、丙的比热容关系:甲、乙质量相等($ m_甲 = m_乙 $);由图像可知,甲吸收热量 $ Q_甲 = Q_2 $、升高温度 $ \Delta t_甲 = \Delta t_1 $,乙吸收热量 $ Q_乙 = Q_1 $、升高温度 $ \Delta t_乙 = \Delta t_2 $。根据 $ c = \frac{Q}{m\Delta t} $,$ m $ 相同时,$ c $ 与 $ Q $ 成正比、与 $ \Delta t $ 成反比,结合图像中温度-热量线的斜率,可得 $ c_甲 > c_乙 $;又 $ c_乙 = c_丙 $,故 $ c_甲 > c_丙 $。
综上,$ m_甲 < m_丙 $,$ c_甲 > c_丙 $,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算、图像分析
【点评】
本题结合温度-热量图像考查比热容和质量的关系,核心是利用热量公式的变形,分步骤关联不同液体的物理量,需准确解读图像中各点的物理意义,属于中等难度的热学综合题。
【难度系数】
0.4
登录