中考熱學圖像題解析

崔勝春

圖像通常反映一個物理量隨另一個物理量的變化關系，特點是形象、直觀、簡潔和概括力強，能以數學之“形”，揭示物理之“質”，在處理實驗數據、探究規律方面具有不可替代的作用。在中考試卷中，通過圖像考查學生的相關能力早已成為一種趨勢，更是各地的命題熱點。下面結合近兩年中考試題中解決“熱學”問題的圖像題，了解這類題型的特點和解決方法，以便在平時的教學中引導學生提高閱讀圖像、分析圖像以及從圖像中提取有效信息的能力。

一、熔化和凝固圖像

例1（2017山東泰安考題） 如圖所示，四幅圖像中能反映晶體凝固特點的是（ ?）

解析：晶體有一定的熔點，即在凝固過程中不斷放熱且溫度不變，圖線有平直的一段。A選項中圖線處于上升的趨勢，因此應屬于熔化圖像，同時在一段時間內不斷吸熱，但溫度不變，因此是晶體的熔化圖像;B選項的圖像在整個過程中溫度一直在下降，沒有固定不變的溫度，因此屬于非晶體凝固圖像;C選項中的圖像在整個過程中溫度一直上升，并且沒有固定不變的溫度，屬于非晶體的熔化圖像;D選項中的圖像隨時間整體有下降趨勢，屬于凝固圖像，并且有固定不變的溫度，即有一段圖線與時間軸平行，為晶體的凝固圖像。

答案：D。

簡評：這是一道識圖題，這類題的特點是大致給定相應的關系圖像，沒有具體的數據，需要通過圖像的變化來判斷是熔化還是凝固圖像，是晶體還是非晶體等。教師應引導學生明確圖像所表達的物理意義并給出解決辦法，即觀察溫度隨時間的整體變化是升高還是降低，即圖線處在上升還是下降狀態，來判斷圖像是熔化還是凝固圖像;通過觀察圖像中是否用與時間軸平行的直線判斷晶體、非晶體。

識圖類試題比較考驗學生對圖像特征的分析、掌握能力，根據溫度隨時間的變化情況可以確定物質的類別，熔化還是凝固，教師在平時的教學中應注重科學方法的滲透，例如可以運用比較法來解決這類圖像問題。

例2（2018貴州六盤水考題）下圖是海波的熔化圖像，下列說法中正確的是（）。

A.海波的熔點是48℃

B.海波在BC段沒有吸收熱量

C.在第6分鐘時海波已全部熔化

D.海波在CD段是氣態

解析：此題給出了海波的熔化圖像，主要考查學生對圖像和數據的分析能力。從熔化圖像特點可看出海波為晶體， BC段為晶體的熔化過程，對應溫度為熔點，是48℃;BC段雖然溫度不變，但仍要吸熱;第6分鐘時溫度達到了熔點，海波開始熔化;海波到達C點時剛好全部熔化，因此CD段處于液態。

答案：A。

簡評：在給定圖像上標注具體的數據，可結合圖像的變化分析判斷出熔點、凝固點、熔化和凝固時間等，對圖像進行分段研究，能夠判斷出物質的狀態。教師在平時的教學中應讓學生學會解決問題的方法，弄清坐標中點、線的位置、含義，如坐標系中的任意一點表示的是物理過程中的某一狀態，反映的是兩個物理量之間的對應關系。

此類試題考查對熱學圖像的分析和解讀。教師在教學中應以教材為主，夯實基礎，針對圖像進行深度解讀和挖掘，可以設計相關練習，比如在區分出熔化和凝固圖像、晶體和非晶體的基礎上，增加不同段狀態、熔點、時間等問題分析，熟練通過時間與各段對應的狀態等關系理解分析圖像。

二、沸騰圖像

例3（2018湖北荊州考題）圖甲、圖乙是小明、小紅兩名同學探究“水的沸騰”的實驗裝置，他們所用的器材規格完全相同。

圖丙是兩名同學根據實驗數據繪制的水溫隨時間變化的圖像。

①由圖像可知，實驗室當時的大氣壓 ? ? ? ?（選填“高于”、“低于”或“等于”）1標準大氣壓。

②若小明和小紅所選水的質量分別為m1、m2，根據圖像丙分析可知m1 ? ? m2（選填“>”、“<”或“=”）。

解析：此題涉及液體沸騰圖像，要從液體沸騰的圖像中找出相應的信息，應該關注到橫坐標代表時間，縱坐標代表溫度，首先從拐點入手。圖像的拐點所對應的時間開始沸騰，此時對應的溫度為沸點98℃，雖然不斷吸熱，但溫度保持不變，該過程是水的沸騰過程。

又因為1標準大氣壓下水的沸點是100℃，根據氣壓越低沸點越低可知，此時大氣壓小于1標準大氣壓。二者初溫相同，用相同的酒精燈加熱，小紅的加熱時間長，則小紅的水質量大，即m1

答案：①低于;②<。

簡評：這類命題往往出現在熱學實驗中，通過識圖、析圖、繪圖等多種形式考查學生對數據的分析、處理能力。研究水的溫度隨時間變化關系的關鍵是要找到關鍵點，即拐點及平行線，如果圖像中出現多個圖線時，要判斷初溫、質量、沸點等物理量是否相同。有通過時間圖線比較質量大小、通過沸點圖線比較氣壓大小等多種考查方式。針對此類問題，教師應在平時的教學中重點培養學生分析圖像的能力。

三、吸放熱圖像

例4（2018四川達州考題）右圖為小李同學在一個標準大氣壓下探究某物質熔化時溫度隨時間變化的圖像，第6min時的內能 ? ? 第8min時的內能（選填“大于”、“等于”或“小于”）;該物質在CD段的比熱容是AB段比熱容的 ? ?倍（被加熱物質的質量和吸、放熱功率不變）。

解析：教師首先引導學生明確橫縱坐標所代表的物理量，觀察圖像，發現溫度隨著時間的變化情況。溫度不斷增加，說明是晶體的熔化過程，晶體不斷吸收熱量，內能增加，在第6min時的內能小于第8min時的內能。針對第二問，教師可引導學生運用控制變量法進行分析，例如以加熱4min為標準，根據圖中坐標信息可知，該物質在AB段溫度升高10℃，在CD段溫度升高5℃，加熱時間都是4min，則該物質在AB段吸熱與CD段吸熱相等，根據Q=cm△t可得，在質量和吸熱時間相同的條件下，比熱容和升高溫度成反比，因為升高溫度之比為2：1，則比熱容之比為1：2，所以該物質在CD段的比熱容是AB段比熱容的2倍。

答案：（1）小于;（2）2。

簡評：此類熱學圖像題的特點是給定物質的吸熱情況圖線，通過對斜率等數據的分析，判斷或比較相應的變化，涉及讀圖、析圖、計算能力，重點考查對物理方法的運用和對吸放熱公式的運用。解決這類問題的關鍵是找到變量與不變量。

總之，熱學圖像問題在中考中占有重要的地位，主要涉及溫度-時間關系圖像，不僅僅會對某個知識點進行考查，也常與其他知識綜合起來進行考查。教師在平時的教學中要善于引導學生分類歸納解決問題的方法，讓學生養成認真審題、仔細分析圖像的習慣，使學生懂得如何找出圖像中的隱含條件，善于利用圖像的交點坐標及變化趨勢等信息破題。只有充分理解并合理利用物理圖像，才能更好地解決此類問題。教師在教學的過程中不僅要關注學生知識體系的形成，還要培養學生的思維能力，提升學生的學科素養。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??編輯/王一鳴 E-mail：51213148@qq.com