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热传递
碎盐冰块
上方
增大
吸
不变
增大
不变
势
$3:2$
乙
乙
甲、乙杯中
都为水且质量相等，​$0~10 min$​内​$∆t_{甲}＜∆t_{乙}$​根据​$Q_{放}=cm∆t $​可知，乙杯中水放出的热量更多
①将玻璃杯A和玻璃杯B外表
面全部包上隔热材料，向两个玻璃杯中倒入质量相等、初温相同的热水，测量并记录初始温度；②每隔相同时间测量一次两杯水的温度，记录多组数据，比较相同时间内两杯水下降的温度，分析得出结论。
【分析】
这道题围绕发热包加热食物的生活场景，考察热传递和内能的基础概念，我们可以通过逐个辨析选项的思路解题：首先明确热传递的本质是内能（热量）的转移，传递的是热量而非温度，热传递的方向是自发从高温物体指向低温物体，直到两物体温度相同；同时内能的大小不只是由温度决定，还和质量、状态、物质种类等因素有关，结合这些知识点逐一判断每个选项的正误，就能选出正确答案。
【解析】
我们对四个选项逐一分析：
1. 选项A：热传递过程中，转移的是热量（内能），不存在“温度传递”的说法，发热包是将热量传递给盒中的水，因此A错误。
2. 选项B：食物温度升高的过程中，食物从温度更高的水中吸收热量，发生了能量的转移，食物的内能随温度升高而增大，该过程同时伴随能量转移和内能变化，因此B正确。
3. 选项C：热传递的条件是存在温度差，热量只会自发从高温物体传向低温物体，食物吸收热量后，最终温度最多与盒内水的温度相等，不可能高于水的温度，否则热量会反向从食物传递到水，因此C错误。
4. 选项D：内能的大小与物体的温度、质量、状态、物质种类均有关，仅温度相同时，发热包和水的内能无法确定相等，因此D错误。
【答案】
B
【知识点】
热传递的本质，内能的影响因素
【点评】
本题属于热学基础概念辨析题，易错点在于混淆“热量”和“温度”的传递属性，忽略内能的多个影响因素，解题时需要准确区分热传递的相关概念，明确内能的决定要素，避免概念混淆出错。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以分三步梳理这道题的思考逻辑：
1. 第一空先回忆改变内能的两类方式：做功和热传递，本题中没有摩擦、压缩等做功过程，药品的热量是直接转移到温度更低的制冷剂上，因此对应的改变内能方式为热传递。
2. 第二空结合题干要求“药品需要在0℃以下存放”分析：普通碎冰的熔点是0℃，熔化过程温度始终维持0℃，达不到0℃以下的低温要求；而加盐的碎冰熔点会低于0℃，熔化时可以维持0℃以下的低温环境，符合存放需求。
3. 第三空结合空气密度的特点推导：冷空气的密度比常温空气大，会自动向下流动，把制冷剂放在药品上方时，制冷剂周围的低温冷空气下沉，就能充分包裹下方的药品实现持续降温，若放在下方冷空气会沉在底部，无法充分给上方药品降温，因此制冷剂要放在药品上方。
【解析】
1. 改变物体内能的方式分为做功和热传递，该冷藏盒工作时，热量从温度更高的药品转移到温度更低的制冷剂，不存在做功过程，因此是通过热传递的方式改变药品的内能。
2. 标准大气压下碎冰块的熔点为0℃，熔化过程温度保持0℃，无法满足药品0℃以下的存放要求；碎盐冰块的熔点低于0℃，熔化时可以维持0℃以下的低温环境，符合使用要求，因此制冷剂选用碎盐冰块。
3. 低温空气的密度更大，会自发向下运动，将制冷剂放置在药品上方时，制冷剂吸热产生的冷空气向下流动，可充分流经药品区域，实现良好的制冷效果，因此制冷剂应放在药品的上方。
【答案】
热传递；碎盐冰块；上方
【知识点】
改变内能的方式；晶体熔点；密度与温度
【点评】
本题结合药品冷藏盒的真实应用场景，综合考察热学基础知识点的实际运用，既考察基础概念的记忆，也要求学生结合空气密度随温度变化的规律分析布局逻辑，易错点是制冷剂放置位置的判断，需要结合冷空气下沉的特点推导，避免凭直觉选择下方。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以按逻辑逐步推导解题：
1. 第一问：冰从$-10\ °\mathrm{C}$升温到$0\ °\mathrm{C}$的过程中一直在吸收热量，物体吸热时内能会增加，直接可判断内能的变化。
2. 第二问：首先明确冰是晶体，回忆晶体熔化的基础特点，熔化过程需要持续吸热，温度保持熔点不变。再结合内能的微观构成分析：温度是分子平均动能的标志，熔化时温度不变，因此分子动能不变；但熔化过程一直在吸热，总内能是增大的，而内能是分子动能和分子势能的总和，动能不变总内能却增大，就可以推导出是分子势能发生了变化，对应冰熔化时体积改变的特征。
【解析】
(1) 冰从$-10\ °\mathrm{C}$吸热升温到$0\ °\mathrm{C}$的过程中，持续吸收热量，因此冰的内能增大。
(2) 冰是晶体，晶体熔化的规律为：吸收热量，温度保持不变；熔化过程持续从外界吸热，因此冰水混合物的总内能增大；由于温度是分子平均动能的唯一宏观标志，熔化过程温度始终为$0\ °\mathrm{C}$不变，因此分子动能不变；内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，动能不变、总内能增大，说明分子势能发生了变化，和冰熔化时体积改变的现象对应。
【答案】
(1) 增大 (2) 吸；不变；增大；不变；势
【知识点】
晶体熔化特点，内能的组成，分子动能与温度的关系
【点评】
本题结合熔化图像综合考察晶体熔化规律和内能的微观概念，易错点是容易误认为晶体熔化温度不变则内能也不变，需要明确温度仅决定分子动能，熔化过程吸收的热量全部用来增大分子势能，最终让总内能提升。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题时首先要明确热平衡的核心逻辑：系统达到稳定后，每个区域的总产热功率等于总向外传热的功率。第一步先梳理两个区域的边界属性：A区域左侧是绝热层，其余上下壁也绝热，仅通过中间的导热膜和B区域连通，没有直接向外界环境散热的通道；B区域右侧是通向外界的导热膜，其余壁面绝热，可向外界环境散热。第二步根据题意，传热功率和温差成正比，设比例系数为k，两个相同热源的发热功率均为P。第三步分别对A、B区域列热平衡方程，最后联立方程即可求出两个温差的比值。
【解析】
解：设每个热源的发热功率均为$P$，由题意传导热量的功率与温差成正比，设比例系数为$k$，即传热功率满足$P_{传}=k\Delta t$。
1. 对A区域：A的所有外边界均绝热，仅能通过中间的导热膜向B区域传热，热平衡时A的产热功率全部等于A向B的传热功率。A、B的温度差为$\Delta t_A - \Delta t_B$，因此列方程：
$P = k(\Delta t_A - \Delta t_B) \tag{1}$
2. 对B区域：B自身的产热功率为$P$，同时接收A区域传递过来的热量，热平衡时总输入B的热功率全部通过右侧导热膜向外界环境散出，B与外界的温差为$\Delta t_B$，因此列方程：
$P + k(\Delta t_A - \Delta t_B) = k\Delta t_B \tag{2}$
将式(1)代入式(2)，可得：
$P + P = k\Delta t_B \implies 2P = k\Delta t_B$
结合式(1) $P = k\Delta t_A - k\Delta t_B$，代入$P=\frac{k\Delta t_B}{2}$，整理得：
$\frac{k\Delta t_B}{2} = k\Delta t_A - k\Delta t_B$
约去k后得到：$3\Delta t_B = 2\Delta t_A$，即$\Delta t_A:\Delta t_B = 3:2$。
【答案】
$3:2$
【知识点】
热平衡，热传导规律
【点评】
本题的易错点是误判A区域的散热路径，误以为A可以直接向外界散热，实际上A的所有外边界均为绝热结构，自身产生的全部热量都要传递给B，最终由B将两个热源的总热量散到外界，理清两个区域的热量流向是正确列方程的核心。
【难度系数】
0.4
【分析】
解题时首先要明确热平衡的核心逻辑：系统达到稳定后，每个区域的总产热功率等于总向外传热的功率。第一步先梳理两个区域的边界属性：A区域左侧是绝热层，其余上下壁也绝热，仅通过中间的导热膜和B区域连通，没有直接向外界环境散热的通道；B区域右侧是通向外界的导热膜，其余壁面绝热，可向外界环境散热。第二步根据题意，传热功率和温差成正比，设比例系数为k，两个相同热源的发热功率均为P。第三步分别对A、B区域列热平衡方程，最后联立方程即可求出两个温差的比值。
【解析】
解：设每个热源的发热功率均为$P$，由题意传导热量的功率与温差成正比，设比例系数为$k$，即传热功率满足$P_{传}=k\Delta t$。
1. 对A区域：A的所有外边界均绝热，仅能通过中间的导热膜向B区域传热，热平衡时A的产热功率全部等于A向B的传热功率。A、B的温度差为$\Delta t_A - \Delta t_B$，因此列方程：
$P = k(\Delta t_A - \Delta t_B) \tag{1}$
2. 对B区域：B自身的产热功率为$P$，同时接收A区域传递过来的热量，热平衡时总输入B的热功率全部通过右侧导热膜向外界环境散出，B与外界的温差为$\Delta t_B$，因此列方程：
$P + k(\Delta t_A - \Delta t_B) = k\Delta t_B \tag{2}$
将式(1)代入式(2)，可得：
$P + P = k\Delta t_B \implies 2P = k\Delta t_B$
结合式(1) $P = k\Delta t_A - k\Delta t_B$，代入$P=\frac{k\Delta t_B}{2}$，整理得：
$\frac{k\Delta t_B}{2} = k\Delta t_A - k\Delta t_B$
约去k后得到：$3\Delta t_B = 2\Delta t_A$，即$\Delta t_A:\Delta t_B = 3:2$。
【答案】
$3:2$
【知识点】
热平衡，热传导规律
【点评】
本题的易错点是误判A区域的散热路径，误以为A可以直接向外界散热，实际上A的所有外边界均为绝热结构，自身产生的全部热量都要传递给B，最终由B将两个热源的总热量散到外界，理清两个区域的热量流向是正确列方程的核心。
【难度系数】
0.4
【分析】
我们可以分三步梳理解题思路：
1. 第一问：要判断哪杯水先降到40℃，直接观察水温随时间变化的图像，相同时间内降温幅度更大的杯子，整体降温速度更快，就会更早到达40℃，对比两条曲线的斜率就能得到结论。
2. 第二问：判断相同时间内哪杯水放热更多，回忆物体放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$，题目明确两杯水质量相等、都是水所以比热容c相同，那么只需要对比0~10min内两杯水降低的温度$\Delta t$，$\Delta t$越大，放出的热量就越多。
3. 第三问：探究降温快慢和玻璃杯开口大小的关系，必须使用控制变量法，首先要排除题目提到的杯身散热这个无关变量的干扰，保证杯身完全不参与散热，再控制水的质量、初始温度等其他条件完全一致，只改变开口大小，定时记录水温变化就能完成探究。
【解析】
(1) 从图2的温度变化曲线可知，相同时间内乙杯的水温下降幅度远大于甲杯，乙杯整体降温速度更快，因此乙杯的热水会先降温至$40\ °\mathrm{C}$。
(2) 根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$，两杯水质量m相等、水的比热容c相同，0~10min内乙杯水温的降低量$\Delta t_乙$大于甲杯的$\Delta t_甲$，因此乙杯水放出的热量更多，对应乙杯水的内能减少量更大。
(3) 按照控制变量的思路，先对杯身做隔热处理消除杯身散热的影响，再控制水的质量、环境等其他条件一致，仅改变开口大小，定时记录温度对比降温速率即可。
【答案】
(1) 乙
(2) 乙 由题意可知,甲、乙杯中都为水且质量相等,在0～10 min内水降低的温度$\Delta t_{甲}＜\Delta t_{乙}$,说明乙杯中水的内能减少得较多,即乙杯中水放热较多
(3) ① 将玻璃杯A和玻璃杯B外表面包上隔热材料;② 将玻璃杯A和玻璃杯B倒入质量相等的热水;③ 用温度计测量玻璃杯A和玻璃杯B中热水对应的温度$t_{1}$;④ 每隔五分钟再次测量温度,重复4次,在表中记录对应的温度;⑤ 分析数据,得出结论
【知识点】
比热容放热计算，控制变量法，温度图像分析
【点评】
本题属于热学开放性探究题，前两问结合温度变化图像考察基础热学规律的应用，难度较低；第三问自主设计实验的部分重点考察控制变量法的严谨使用，要求学生主动排除杯身散热这类无关变量的干扰，对实验逻辑的完整性有一定要求，能有效锻炼学生的探究设计能力。
【难度系数】
0.6
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