2019-2020学年高中物理第七章分子动理论第4节温度和温标课时训练新人教版选修3_3
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第四节温度和温标自主广场我夯基我达标1.下列叙述正确的是( )A.若不断冷冻,物体的温度就不断地下降,没有止境B.目前尚不知最低温是多少,最高温是多少C.摄氏零下的373度是低温的下限D.任何物体,温度下降到某一点就不能再降思路解析:在目前的技术条件下最低温可使铜原子核降至10-6 K,但是极不稳定无法持久,故A、B错误.摄氏零下373度远不能达到现有可测量的低温下限,故C错.运用热平衡原理可知D 是正确的.答案:D2.试问,零下60 ℃适用何种温度计来测量( )A.水温度计B.水银温度计C.酒精温度计D.体温计思路解析:水银温度计,测量范围-38.8℃—357℃;酒精温度计,测量范围-115℃—78℃;水温度计,测量范围4 ℃—100 ℃;体温计,测量范围35 ℃—42 ℃.所以零下60 ℃,适用酒精温度计测量.答案:C3.下列叙述正确的是( )A.同一物体所含能量愈多,其温度愈高B.温度升高时,单摆的摆长增长,周期反而减小C.就同一物质而言,其质量愈大,热容量愈大D.就同一物质而言,其质量愈大,比热容愈大思路解析:在某些变化过程中吸收热量能量增加,但温度却不上升,如相变过程,故A不一定正确.由于单摆的周期公式为T=2πlg正比于l,由于温度升高时,摆长l增加,故周期也增加,所以B错误.对同一物质而言单位质量内的热容量为常值,故同一物质的热容量与质量成正比,故C正确.由于比热容不随质量变化而变化,故D错误.答案:C4.下列有关“热膨胀”的叙述不正确的是( )A.线膨胀系数值无单位B.所见杯中液体的膨胀量不是液体的真膨胀量C.温度上升时,无论实心或空心的同材料球体均以相同的膨胀系数向外膨胀D.液体温度计内液体与所用玻璃管的体膨胀系数相同,则无论温度上升或下降,所测量温度相同思路解析:此题主要考查的是膨胀系数的影响因素及其概念,综合分析只有A错误,其余的都正确.答案:A5.把摄氏温标和华氏温标作成函数关系图(如图7-4-3),正确的是( )1图7-4-3思路解析:本题考查的主要内容为摄氏和华氏温标间的关系,要解本题还要正确理解温标之间的转化关系,综合分析得C正确.答案:C6..某君找到一根玻璃毛细管,其中空部分的断面积为0.1 c m2,长为120 c m,若要做成可测得0 ℃至100 ℃间温度之气体温度计,选择下面哪一种容器最为适当( )A.250 cc平底烧瓶B.200 cc味全乳瓶子C.100 cc养乐多胶瓶子D.25 cc试管100思路解析:V100-V0= V0须小于玻璃毛细管之容积0.1×120=12 cm3,管中液体才不会喷出.273100所以0≤32.74cm3,D正确.V0≤12V273答案:D7.小明找到一根附有玻璃管的球形瓶,玻璃管内的横截面积为0.1 cm2,长为30.0 cm,球形瓶的容积为10.0 cm3.将其做成一支定压气体温度计,在0 ℃时作为封口用的水银柱恰位于玻璃管的底部,其长度为1.0 cm,若水银不外流,此温度计可测量的最高温度约为( )A.35 ℃B.53 ℃C.79 ℃D.86 ℃思路解析:ΔV=10.0×t273≤0.1×(30.0-1.0)t≤79.2℃,其值与C最接近,故C正确.答案:C8.温度计所用工作物质的材料必须具备的条件为( )A.它因冷热而改变的特性要有重复性B.它因冷热所产生的效应必须相当明显且量愈小愈好C.它的热容量愈小愈好D.当它与其他物体接触后,能在短时间内达到热平衡思路解析:从温度计测量的准确度来考虑,A、B正确.但我们通常所测的温度都是变化的,而且有些还变化非常快,从这个角度去考虑C、D也正确.故A、B、C、D都正确.答案:ABCD我综合我发展9.大气压强为75.0 cmHg,一定容气体温度计在室温27.0 ℃时,开口端水银面较闭口端高15.0 c m,将温度计球泡改放置在温度为57.0℃的液体中,要使闭口端水银面维持在原来位置,则开口端水银面较闭口端水银面高__________.(定容气体温度计如图7-4-4)2图7-4-4思路解析:由题意知,在室温27.0℃时,球泡内之气体压强为(75.0+15.0) c mHg=90.0 c mHg. 当温度计球泡改放在57.0 ℃的液体中时,球泡内气体体积维持一定时,其压力变为90.0×273.15 273.1557.027.0cmHg=99.0cmHg.因此,开口端水银面较闭口端水银面高(99.0-75.0) cm=24 cm.答案:24 cm10.在体积不变的密闭容器内,一定量理想气体的压力与其温度(摄氏)之间的关系,如以压力为纵坐标、以温度为横坐标,所描得的压力-温度曲线,其延长线与温度坐标轴相交于摄氏某℃,该温度为理论上低温的下限,人们称之为__________.思路解析:根据热力学温标和摄氏温标的关系T=t+273.15 K,本题所给的条件为热力学温标定义的原始概念,曲线的延长线与温度坐标相交的点为热力学温标的零点,其值为-273.15 ℃,在理论上人们称之为绝对零度.答案:绝对零度11..下列叙述正确的是( )A.目前实验室内所能达到的最低温度为-273.15 ℃,即绝对零度B.热是一种能量,不是一种物质C.热力学第一定律为:当A、B两物体分别与C物体达成热平衡时,则A物体与B物体之间也会处于平衡状态D.当甲、乙两物体达到热平衡时,甲、乙两物体的温度相同思路解析:A绝对零度为-273.15 ℃,是理论上的低温下限,只能无限接近,C热力学第零定律.B、D所述正确.答案:BD我创新我超越12.大气压强为76 cmHg,某一定容气体温度计在室温27 ℃时,开管端的水银面较闭管端的水银面高24 c m,将温度计球泡改放置在温度为57℃的液体中,调整闭管端水银面使维持在原来的位置,则最后开管端水银面较闭管端水银面高___________cm.(如图7-4-5)图7-4-5思路解析:设p0为大气压强,p为球泡内气体压强.由题意知,在室温27℃,球泡内之气体压强p=(76+24) c mHg=100 c mHg,当温度计球泡改放在57℃的液体中时,球泡内气体的体积维持一定时,其压强变为p′=273.15273.155727×100c mHg=110 c mHg.因此,开管端水银面较闭管端水银面高(110-76) cm=34 cm. 答案:343。
4 温度和温标A级抓基础1.(多选)热平衡系统的平衡态是一种( )A.静态平衡B.动态平衡C.分子已经不动D.分子仍做无规运动解析:热平衡是一种动态平衡,是大量分子的平均效果.答案:BD2.(多选)一个系统的温度由200 K升高到300 K,另一个系统的温度由200 ℃升高到300 ℃,则有关这两个温度及其变化的说法正确的是( )A.它们升高了相同的温度 B.它们升高的温度不同C.它们后来的温度相同D.它们后来的温度不同解析:由T=t+273.15 K和两种温标下温度的变化特点Δt=ΔT判断,可知A、D正确,B、C错误.答案:AD3.关于热力学温度,下列说法中正确的是( )A.-33 ℃=240 KB.温度变化1 ℃,也就是温度变化274 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t升至2t,对应的热力学温度升高了273 K+t解析:本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.T=273 K+t,由此可知:-33 ℃=240 K,A正确;温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K,故B项错误;对于摄氏温度可取负值的范围为-273~0 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C错;D 中初态热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t,温度升高了t,故D错.答案:A4.当甲、乙两物体相互接触后,热量从甲物体流向乙物体,这样的情况表示甲物体的特性是( )A.较高的热量B.较大的比热容C.较大的密度D.较高的温度解析:根据热量的传递特性:热量总是自发地从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,因此决定热能传递方向的决定因素是温度,A、B、C各选项所提到的条件均与此无关,故D正确.答案:D5.(多选)下列说法正确的是( )A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的热量B.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统也必定处于热平衡C.温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量D.热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理解析:热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度,故A项错误,C项正确;由热平衡定律,若物体与A处于热平衡,它同时也与B达到热平衡,则A的温度便等于B的温度,这也是温度计用来测量温度的基本原理,故B、D项正确.答案:BCDB级提能力6.(多选)关于热力学温度和摄氏温度,以下说法正确的是( )A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B.温度升高1 ℃就是升高了1 KC.某物体摄氏温度100 ℃,即热力学温度100 KD.0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K答案:ABD7.严冬湖面上结了厚厚的冰,但冰下面鱼儿仍在游动.为了测出冰下水的温度,徐强同学在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,用下列四种方法测水温,正确的做法是( )A.用线将温度计拴牢从洞中放入水里,待较长时间后从水中提出,读出示数B.取一塑料饮水瓶,将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后取出,再用温度计测瓶中水的温度C.取一塑料饮水瓶,将温度计悬挂在瓶中,再将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后待较长时间,然后将瓶提出,立即从瓶外观察温度计的示数D.手拿温度计,从洞中将温度计插入水中,待较长时间后取出立即读出示数解析:要测量冰下水的温度,必须在温度计与冰下的水达到热平衡时,再读出温度计的示数,但是隔着冰又没法直接读数,把温度计取出来,显示的又不是原热平衡状态下的温度,所以A、D的做法不正确,C的做法正确;B的做法也失去了原来的热平衡,饮水瓶提出后,再用温度计测,这时,周围空气也参与了热交换,测出的温度不再是冰下水的温度.答案:C8.(多选)伽利略在1593年,制造了世界上第一个温度计——空气温度计,如图所示,一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出温度的变化,则( )A.该温度计的测温物质是槽中的液体B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的解析:细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中封闭的空气,该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的,故A、B错,C、D正确.答案:CD9.摄氏温标:在1954年以前,标准温度的间隔是用两个定点确定的.它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点).摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的.如图所示,以冰点定为0 ℃,汽化点定为100 ℃,因此在这两个固定点之间共为100 ℃,即一百等份,每等份代表1度,用1 ℃表示,用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度.摄氏温标用度作单位,常用t表示.热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立,把-273.15 ℃作为零度的温标,叫作热力学温标(或绝对温标).热力学温标用K表示单位,常用T表示.则(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为:_________________.(2)如果可以粗略地取-273 ℃为绝对零度.在一标准大气压下,冰的熔点为__________________℃,即为______________ K,水的沸点是__________________℃,即__________________ K.(3)如果物体的温度升高1 ℃,那么,物体的温度将升高__________________ K.解析:(1)摄氏温标冰点温度为0 ℃,汽化点温度为100 ℃,且用t表示;而热力学温标是把-273.15 ℃作为零开尔文的,用T表示,所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T=t+273.15 K.答案:(1)T=t+273.15 K(2)027*******(3)1。
4 温度和温标记一记温度和温标知识体系一个比较——平衡态与热平衡一个定律——热平衡定律一个关系——摄氏温标与热力学温标的关系T=t+273.15 K三个理解——温度、平衡态、热平衡辨一辨1.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态.(×)2.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,这两个系统原来的温度是相等的.(√) 3.处于热平衡的两个系统的温度一定相等.(√)4.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K.(√)5.摄氏温度与热力学温度都可能取负值.(×)想一想1.平衡态就是热平衡吗?提示:不是,平衡态是一个系统所处的状态,该状态下系统的状态参量如温度、压强等不再发生变化,热平衡是两个系统达到了相同的温度.2.达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度吗?提示:不正确,温度是反映分子做无规律运动的剧烈程度,是大量分子热运动的集体表现,对单个分子来说温度没有意义,并非达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度.思考感悟:练一练1.两个温度不同的物体相互接触,达到热平衡后,它们具有相同的物理量是( ) A.质量 B.密度C.温度 D.重力解析:由热平衡的定义可知,C项正确.答案:C2.(多选)下列有关温度的说法正确的是( )A.用摄氏温度和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.用两种温度表示温度的变化时,两者的数值相等C.1 K就是1 ℃D.当温度变化1 ℃时,也可以说成温度变化274 K解析:温标是用来定量描述温度的方法,常用的温标有摄氏温标和热力学温标,两种温标表示同一温度时,数值不同,但在表示同一温度变化时,数值是相同的.若物体的温度升高1 K,也可以说物体的温度升高1 ℃,但在表示物体的温度时,物体的温度为1 K,而不能说成物体的温度为1 ℃.答案:AB3.关于温度和测量温度的依据,下列说法不正确的是( )A.温度宏观上反映物体的冷热程度,我们感觉冷的物体温度低B.当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时,则A物体与B物体之间也处于热平衡状态C.当甲、乙两物体达到热平衡时,甲、乙两物体的温度相同D.热平衡是利用温度计测量温度的依据解析:温度宏观上反映物体的冷热程度,但并不是感觉冷的物体温度就低,人体感受的物体冷热程度,一方面取决于被感受的物体的温度,另一方面还与被感受物体单位时间内吸收或放出的热量的多少有关,A项错误;由热平衡定律知道,B项正确;只要两个系统温度相同且不再发生变化,它们就处于热平衡状态,所以C、D两项正确.答案:A4.(多选)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是( )A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析:一般来说,描述系统状态的参量不止一个,仅仅根据温度不变且处处相等,不能得出系统一定处于平衡态的结论,A项错误;根据热平衡的定义可知B、D两项是正确的;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C项错误.答案:BD要点一热力学温标与摄氏温标的关系1.下列关于热力学温度的说法中,不正确的是( )A.热力学温度的零度是-273.15 ℃B.热力学温度的每一度的大小和摄氏温度每一度的大小是相同的C.绝对零度是低温的极限,永远达不到D.1 ℃就是1 K解析:由T=t+273.15 K可知选项A、B说法正确;绝对零度只能无限接近,不能达到,C项说法正确;表示变化量时,改变1 ℃就是改变1 K,但是表示温度时,1 ℃与1 K不同,D项说法错误,故选D.答案:D2.(多选)关于热力学温度,下列说法中正确的是( )A.-33 ℃与240 K表示同一温度B.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了273 K+t解析:本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系:T=273 K+t.由此可知-33 ℃与240 K表示同一温度,A、B两项正确;热力学温度初态为273 K+t,末态为273 K+2t,温度变化t K,故D项错误;对于摄氏温度可取负值的范围为-273 ℃至0 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C项错误.答案:AB3.严冬,湖面上结了厚厚的冰,但冰下面鱼儿仍在游动.为了测出冰下水的温度,某同学在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,用下列四种方法测水温,其中正确的是( )A.用线将温度计拴牢从洞中放入水里,待较长时间后从水中提出,读出示数B.取一塑料饮水瓶,将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后取出,再用温度计测瓶中水的温度C.取一塑料饮水瓶,将温度计悬吊在瓶中,再将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后待较长时间,然后将瓶提出,立即从瓶外观察温度计的示数D.手拿温度计,从洞中将温度计插入水中,可待较长时间后读出示数解析:要测量冰下水的温度,必须使温度计与冰下的水达到热平衡,再读出温度计的示数,可隔着冰又没法直接读数,把温度计取出来,显示的又不是原平衡态下的温度,所以A、D两项不正确,B项做法也失去了原来的热平衡,水瓶提出后,再用温度计测,这时周围空气也参与了热交换,测出的温度不再是冰下水的温度了.只有C项正确.答案:C4.下图是四种测液体温度的方法,其中正确的是( )解析:用温度计测量液体温度时,温度计必须置于液体中,而且不能与器壁接触,只有D项正确.答案:D要点二对温度、平衡态、热平衡的理解5.(多选)关于热平衡定律的理解正确的是( )A.两系统的温度相同时,才能达到热平衡B.A、B两系统分别与C系统达到热平衡,则A、B两系统热平衡C.甲、乙、丙物体温度不相等,先把甲、乙接触,最终达到热平衡,再将丙与乙接触最终也达到热平衡,则甲、丙也处于热平衡D.热平衡时,两系统的温度相同,压强、体积也一定相同解析:两个系统热平衡的标志是它们温度相同,但压强、体积不一定相同,故A、B两项正确,C、D两项错误.答案:AB6.[2019·榆林高二检测](多选)下列物体中处于平衡态的是( )A.冰水混合物处在1 ℃的环境中B.将一铝块放入沸水中加热较长的时间C.冬天刚打开空调的教室内的气体D.用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间解析:冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量,温度升高,不是平衡态,A项错误;当铝块放在沸水中足够长的时间,铝块各部分的温度与沸水的温度相同,达到平衡态,B项正确;同理可知D项也正确;冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同,不是平衡态,C项错误.答案:BD7.有关热平衡的说法正确的是( )A.如果两个系统在某时刻处于热平衡状态,则这两个系统永远处于热平衡状态B.热平衡定律只能研究三个系统的问题C.如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化,这两个系统又不受外界影响,那么这两个系统一定处于热平衡状态D.两个处于热平衡状态的系统,温度可以有微小的差别解析:本题考查的知识点是热平衡.处于热平衡状态的系统,如果受到外界的影响,状态参量会随之变化,温度也会变化,故A项错误;热平衡定律对多个系统也适用,故B项错误;由热平衡的意义知,C项正确;温度是热平衡的标志,必须相同,故D项错误.答案:C8.两个处于热平衡状态的系统,由于受外界影响,状态参量发生了变化,则关于它们后来是否能处于热平衡的说法中正确的是( )A.不能B.一定能C.要看它们后来的温度是否相同D.取决于除温度外的其他状态参量是否相同解析:由热平衡定律可知,只要两个系统的温度相同,两个系统就处于热平衡状态,而与其他状态参量是否相同无关.答案:C基础达标1.(多选)在热学中,要描述一定质量气体的宏观状态,需要确定下列哪些物理量( )A.每个气体分子的运动速率B.压强C.体积D.温度解析:描述系统的宏观状态,其参量是宏观量,每个气体分子的运动速率是微观量,不是气体的宏观状态参量.气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述,是确定气体宏观状态的三个状态参量.故B、C、D三项正确.答案:BCD2.(多选)下列关于温标的说法正确的是( )A.温标不同,测量时得到的同一系统温度的数值可能是不同的B.不同温标表示的温度数值不同,则说明温度不同C.温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D.热力学温标是从理论上规定的解析:根据热量的传播特性可知,热量总是从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,因此热量传播方向的决定因素是温度,故D项正确,A、B、C三项错误.答案:D3.(多选)热力学系统的平衡态的特点是( )A.定态平衡 B.动态平衡C.分子已经不动 D.分子仍做无规则运动解析:热平衡是一种动态平衡,是大量分子运动的平均效果,处于热平衡的系统,分子仍在做无规则运动.答案:BD4.如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各处的( )A.温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B.温度一定达到了某一稳定值,但压强和体积仍是可以变化的C.温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运动,达到了“凝固”状态D.温度、压强就会变得一样,但体积仍可变化解析:如果一个系统达到了平衡态,系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化,温度达到稳定值,分子仍然是运动的,不可能达到所谓的“凝固”状态.故A项正确,B、C、D三项错误.答案:A5.关于温度与温标,下列说法正确的是( )A.温度与温标是一回事,所以热力学温标也称为热力学温度B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值C.摄氏温度升高3 ℃,在热力学温标中温度升高276.15 KD.热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析:温标是温度数值的表示方法,所以温度与温标是不同的概念,用热力学温标表示的温度称为热力学温度,A项错误;摄氏温度可以取负值,但是热力学温度不能取负值,因为热力学温度的零点是低温的极限,故B项错误;摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等,D项正确;摄氏温度升高3 ℃,也就是热力学温度升高了3 K,故C项错误.答案:D6.(多选)温度计所用测量温度的物质应具备的条件为( )A.它必须是液体或气体B.它因冷热而改变的特性要有重复性C.它因冷热所产生的效应相当明显D.当它与其他物体接触后,能在短时间内达到热平衡解析:温度计所用测量温度的物质应该具有以下特性:因冷热而改变的特性要有重复性,因冷热所产生的效应相当明显,当它与其他物体接触后,能在短时间内达到热平衡.至于物质是固态还是液态则没有要求.故选B、C、D三项.答案:BCD7.(多选)下列叙述正确的是( )A.若不断冷冻,物体的温度就会不断地下降B.温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量C.热力学零度是低温的下限D.任何物体,温度下降到某一点就不能再降了解析:热力学零度是低温的下限,永远不能达到,故A项错误,C、D项正确.温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,故B项正确.答案:BCD8.小明自定一种新温标p,他将冰点与沸点之间的温度等分为200格,且将冰点的温度定为50 p,今小明测量一杯水的温度为150 p时,则该温度用摄氏温度表示时应为( ) A.30 ℃ B.40 ℃C.50 ℃ D.60 ℃解析:每格表示的摄氏度为100200℃=0.5 ℃,比冰点高出的温度为(150-50)×0.5 ℃=50 ℃,C项正确,A、B、D三项错误.答案:C9.在25 ℃左右的室内,将一支温度计从酒精中取出,观察它的示数变化情况是( ) A.上升 B.下降C.不变 D.先下降后上升解析:室温为25 ℃,温度计在酒精中的示数为25 ℃.将温度计拿出后,附着在温度计上的酒精挥发吸热,使温度计温度降低,挥发结束后,温度计和周围环境达到热平衡,示数再次恢复到25 ℃.答案:D10.荷兰人华伦海特引入了华氏温度,规定水凝固时的温度为32华氏度,标准大气压下水沸腾时的温度为212华氏度.中间分为180等份,每一等份代表1华氏度,今年1月份上海出现了近几年罕见的低温,最低温度接近-10摄氏度,换算成华氏温度为( ) A.14华氏度 B.16华氏度C.18华氏度 D.20华氏度解析:设摄氏温度为t时,对应的华氏温度为T,根据题述知,T=1.8t+32,将t=-10 ℃代入得T=14华氏度,故选A项.答案:A11.关于分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标所表示的t与T的关系图线说法错误的是( )A.为直线 B.通过第二象限C.纵截距小于横截距 D.斜率为1解析:根据T=273.15 K+t可知t与T的关系图线是一条与纵坐标轴交点坐标为(0,273.15 K)、斜率是1的倾斜直线,故A、B、D三项正确,选C项.答案:C12.目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成并投入使用.加速器工作时,需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却,冷却的最低温度可达到零下271摄氏度,则该温度用热力学温标可表示为( )A.2 K B.271 KC.4 K D.0.1 K解析:由热力学温标与摄氏温标的关系式T=t+273 K和t=-271 ℃得T=2 K,故A 项正确.答案:A能力达标13.(多选)伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计,如图所示.一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出温度的变化,则( )A.该温度计的测温物质是槽中的液体B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制成的解析:细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中封闭的空气,该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制成的,故A、B两项错误,C、D两项正确.答案:CD14.实验室有一支读数不准确的温度计.在测一标准大气压下冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测一标准大气压下沸水的温度时其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是 ( )A.41 ℃、60 ℃ B.21 ℃、40 ℃C.35 ℃、56 ℃ D.35 ℃、36 ℃解析:此温度计1 ℃表示的实际温度为10080-20℃=53℃,当它的示数为41 ℃时,它的示数变化的格数为21格,对应的实际温度应为21×53℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计的示数应变化6053=36格,即它的示数应为(36+20) ℃=56 ℃,所以C项正确.答案:C。
4 温度和温标课堂互动三点剖析1.温度与温标温度的宏观意义:(1)一个系统或几个系统处于热平衡,则它们具有相同的温度.(2)为了定量地描述温度引入了温标,常用的温标有热力学温标和摄氏温标.注意两种温标确定的温度数值不同,但表示温度变化的数值相同.热力学温度T和摄氏温度t关系为T=t+273.15 K因绝对温度达不到,故热力学温度不可能取负值,而摄氏温度能取负值.2.对平衡态和热平衡的理解(1)平衡态:指的是一个系统内部的性质不再改变.具体判断方法是:描述系统各种性质的状态参量均保持不变,系统处于平衡状态,若其一发生改变,则系统就未达平衡状态.(2)热平衡:指的是两个系统相互作用后,两个系统的状态参量都不再变化时达到的状态,达热平衡时两系统具有一个“共同性质”,表征这一“性质”的物理量定义为温度.判断两系统是否达热平衡的方法,一是看温度是否改变,二是根据热平衡定律.3.对温度计测温度的原理的理解(1)温度计是根据物质的某个特性制造出来的,水银温度计是根据水银的热膨胀制造而成,其特点总是细管中水银柱的高度与温度成线性关系.金属电阻温度计是根据铂的电阻与温度成线性关系制成的.(2)温度的零点和分度方法是根据测温物质的测温特性确定的.例如,早期的摄氏温度规定,标准大气压下冰的熔点为0℃,水的沸点为100℃,并据此把玻璃管上0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份,每份等份1℃.各个击破【例1】关于热力学温度下列说法中正确的是( )A.-33°C=240 KB.温度变化1℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了273 K+t解析:本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.T=273 K+t,由此可知:-33℃=240 K,A 正确,同时B正确;D中初态热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t温度变化t K,故D 错;对于摄氏温度可取负值的范围为0—-273 K,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C错.答案:AB类题演练1 “在冬天,一昼夜的温差为15℃”和“在冬天,一昼夜的温差为15 K”,以上两种叙述中的温度差哪种说法大些?解析:以上两种说法中,一种是用摄氏温度表示的,一种是用热力学温度表示的,摄氏温度与热力学温度的温度间隔是相同的.所以,两种说法的温度差相同.答案:以上两种说法的温度差一样大.【例2】 “在测铜块的比热容时,先把质量已知的铜块放入沸水中加热,经过一段时间后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中,并用温度计测量水的温度,当水温不再上升时,这就是铜块与水的共同温度,根据实验的数据就可以计算铜块的比热容”.以上的叙述中,哪个地方涉及到了“平衡态”和“热平衡”的概念?解析:铜块放入水中加热经过一段时间后铜块和沸水各自达到“平衡态”,它们这两个系统达到“热平衡”,铜块的温度就等于沸水的温度.当把铜块和温度计放入质量已知、温度已知的水中时,铜块、温度计和水三者发生热传递,当水温不再上升时,水、铜块和温度计各自达到平衡态,三者达到热平衡.答案:见解析类题演练2 甲、乙两物体接触时,甲向乙传递热量的原因是( )A.甲的质量比乙大B.甲的比热容比乙大C.甲的热量比乙大D.甲的温度比乙高解析:甲向乙传递热量,说明甲和乙没有达到热平衡,而两系统达热平衡时具有“共同的性质”即温度,所以甲、乙两物体间一定存在温差,且甲的温度高于乙的温度.答案:D【例3】 已知某物理量x 与热力学温度T 成正比,请把这个关系式用等式写出来.现在用摄氏温度t 表示这个温度,这个关系式该怎样写?解析:由题意可知:x∝T,设其比例系数为 K ,则x 与T 关系式可写作x=KT ;由T=273+t 可知,如用摄氏温度t 表示,则x=K(t+273)其中 K 为比例系数答案:x=KT ;x=K(t+273)类题演练3 图7-4-1甲表示某金属丝的电阻R 随摄氏温度t 变化的情况.把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图7-4-1乙),用这段金属丝做温度探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,于是就得到一个最简单的电阻温度计.请判断:如果电池的电动势和内电阻都是不变的,电流表上代表t 1、t 2的两点,哪个应该标在电流比较大的温度上?图7-4-1解析:根据焦耳定律和闭合电路欧姆定律rR E I +=可知:电流通过导体,电阻发热,电阻温度升高,电阻阻值增大,电流变小,故t 1应标在电流较大的温度上.答案:t 1。
4 温度和温标主动成长夯基达标1.达到热平衡的两个物体,其()A.内能相同B.体积相同C.温度相同D.热量相同解析:处于“热平衡”的两个物体的共同特征是温度相同.答案:C2.一瓶氧气放入冷水中,经过较长时间后,氧气和水的哪个物理量相同()A.热量B.摄氏温度C.机械能D.热力学温度解析:因为长时间后,两者具有相同的温度,即达到了热平衡状态,而不管摄氏温度或者是热力学温度都相同.答案:BD3.气体的温度升高了30℃,在热力学温标中,温度升高是()A.30 KB.91 KC.243 KD.303 K解析:由于热力学温度1 K与摄氏温度下℃大小是相等的,只是两种温标的零点不同.答案:A4.关于热力学温标的正确说法是()A.热力学温标是一种更为科学的温标B.热力学温标的零度为-273.15℃,叫绝对零度C.气体温度趋近于绝对零度时其体积为零D.在绝对零度附近气体已液化,所以它的压强不会为零解析:热力学温标在科学计算中特别体现在热力学方程中,使方程更简单,更科学,故A 对;B是热力学温标的常识,正确;气体趋近于绝对零度时,已液化,但有体积,故其压强不为零,C错,D对.答案:ABD5.关于热力学温度下列说法中正确的是()A.摄氏温标下的-33℃相当于热力学温标下的240 KB.温度变化1℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了273 K+t解析:本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系.由T=t+273 K知:选项A正确;D中初态热力学温度为273 K+t,末态为273 K+2t,温度化t K,故选项D错;对于摄氏温度可取负值的范围为0—-273 K,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故选项C错.答案:AB6.人们总是根据物质某种与__________有关的性质来制作温度计的,例如“电阻温度计”就是利用金属的电阻会随___________的升高而变化制成的.铂电阻温度计是目前最__________的温度计,读数可以精确到__________.答案:温度温度精确 10-4℃7.甲、乙两物体接触时,甲向乙传递热量的原因是()A.甲的质量比乙大B.甲的比热比乙大C.甲的热量比乙大D.甲的温度比乙高解析:热传递发生的本质是热量从高温物体传到低温物体,产生原因是两物体温度不同,一瓶热水比一盆冷水内能(热量)小,两者接触时,热水向冷水传递热量,可见决定热量传递方向的也不是比热和热量的大小.答案:D8.下列与温度有关的叙述中正确的是()A.在扩散现象中,温度越高,扩散进行得越快B.布朗运动随着温度的降低而越加剧烈C.分子的无规则运动与温度无关D.温度越高,分子的无规则运动就越激烈解析:扩散现象与布朗运动都与温度有关,并且温度越高越剧烈.布朗运动发生时,温度越高越剧烈,说明温度越高,分子无规则运动越激烈,故正确答案为A、D.答案:AD9.“在测定某金属块的比热容时,先把质量已知的金属块放在沸水中加热.经过一段时间后把它迅速放进质量、温度均已知的水中,并用温度计测量水的温度.当水温不再上升时,这就是金属块与水的共同温度.根据实验数据就可以计算出金属块的比热容.”以上叙述中,哪些地方涉及到了“平衡态”和“热平衡”的概念.解析:“平衡态”是指一个系统内部各状态参量达到稳定平衡,而“热平衡”是指几个系统在热交换时,彼此温度相等.加热前的金属块和水看做两个系统.答案:未加热前的金属块和沸水,以及加热后的金属块和水都处于平衡;金属块加热至水温不再上升,此时,金属块与水达到热平衡.走近高考10.摄氏温标:在1954年以前,标准温度的间隔是用两个定点确定的.它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与空气饱和的水相平衡时的熔点(冰点).摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典天文学家A·摄尔修斯设计的.如右图所示,以冰点定作0℃,汽化点定作100℃,因此,在这两个固定点之间共为100℃,即一百等份,每等份代表1度,用1℃表示,用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度.摄氏温标用度作单位,常用t 表示.图7-4-1热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立,把-273℃作为零度的温标,叫做热力学温标(或绝对温标).热力学温标用K表示单位,常用T表示.试回答:(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为:____________.(2)如果可以粗略地取-273℃为绝对零度.在一标准大气压下,冰的熔点为_________℃,即为_________K,水的沸点是____________℃,即____________K.(3)如果物体的温度升高1℃,那么,物体的温度将升高____________K.解析:(1)摄氏温标冰点温度为0℃,汽化点温度作为100℃,且用t表示;而热力学温标是把-273.15℃作为零开尔文的.用T表示,所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T=t+273.15 K.(2)如果取-273℃为绝对零度,则T与t关系为T=t+273 K.显然,在一标准大气压下,冰的熔点为0℃,即为273 K;水的沸点是100℃,即为373 K.(3)因T=t+273.15 K所以当t由1℃增加到2℃时,T就由1+27315 K=27415 K增加到2+27315 K=27515 K,显然物体的温度升高1℃,温度升高1 K.答案:(1)T=t+27315 K (2)0 273 100 373 (3)1。
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1 第七章 第四节 温度和温标
1.(山东省潍坊市第二中学2017~2018学年高二下学期月考)以下说法正确的是( A )
A .两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度
B .相互间达到热平衡的两物体的热量一定相等
C .从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将增大、斥力将减小
D .人如果感觉到某个物体很冷,就说明这个物体的温度很低
解析:两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度,选项A 正确B 错误;从平衡位置开始增大分子间距离,分子间的引力将减小、斥力将减小,选项C 错误;人们对物体冷热程度的感觉具有相对性,选项D 错误。
2.(吉林松原油田高中2016年高二下学期检测)下列叙述正确的是( D )
A .若不断冷冻,物体的温度就不断地下降,没有止境
B .目前尚不知最低温是多少,最高温是多少
C .摄氏零下的373度是低温的下限
D .现代技术绝对零度达不到
解析:根据绝对零度无法达到可知,温度不会不断下降,故A
错误;目前已知最低温度为-273.15℃;故B 、C 错误;现代技术下,绝对零度无
法达到;故D
正确;故选D 。
3.(山东潍坊海岳中学2017年高二下学期月考)2017年又是一
个寒冷的冬天,人在室外拿铁棒和木头时,感觉到铁棒明显比木头凉,由于表
示物体冷热程度的是温度,于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论,
你认为他的结论对吗?
答案:不对。
由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡,故它们的温度是一样的。
感觉到铁棒特别凉,是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多,所以他的结论不对。
4 温度和温标1.(多选)关于系统的状态参量,下列说法正确的是( BCD )A.描述运动物体的状态可以用压强等参量B.描述系统的力学性质可以用压强来描述C.描述气体的性质可用温度、体积等参量D.温度能描述系统的热学性质解析:描述运动物体的状态可以用速度、加速度、位移等参量,A错误;描述系统的力学性质可以用压强、电场强度、磁感应强度等来描述,B正确;描述气体的性质可用温度、体积、压强等参量,C正确;温度是用来描述物体冷热程度的物理量,可以描述系统的热学性质,D正确.2.(2019·河南开封测试)关于热平衡,下列说法中错误的是( B )A.系统甲与系统乙达到热平衡,说明它们的温度达到相同的数值B.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡C.量体温时体温计需要和身体接触十分钟左右是为了让体温计跟身体达到热平衡D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态解析:两个系统达到热平衡的标志是它们的温度相同,或者说它们的冷热程度相同,所以A,C,D 正确,B错误.3.(多选)关于温度的物理意义,下列说法中正确的是( AD )A.温度是物体冷热程度的客观反映B.人如果感觉到某个物体很凉,就说明这个物体的温度很低C.热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体D.热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体解析:温度是表示物体冷热程度的物理量,但人们对物体冷热程度的感觉具有相对性,A正确,B 错误;热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体,而热量是过程量,不能说物体含有热量,C错误,D正确.4.(多选)两个原来处于热平衡状态的系统,分开后,由于受外界的影响,其中一个系统的温度升高了5 K,另一个系统的温度升高了5 ℃,则下列说法正确的是( BC )A.两个系统不再是热平衡状态B.两个系统此时仍是热平衡状态C.两个系统的状态都发生了变化D.两个系统的状态都没有发生变化解析:由于两个系统原来处于热平衡状态,温度相同,当分别升高5 ℃和 5 K后,温度仍相同,两个系统仍为热平衡状态,故A错误,B正确;由于温度发生了变化,系统的状态也发生了变化,故C正确,D错误.5.(多选)下列说法中正确的有( AD )A.处于热平衡的两个系统的状态参量不再变化B.达到热平衡的两个系统分开后,再接触时有可能发生新的变化C.两个未接触的系统不可能处于热平衡D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析:根据热平衡的定义,两个处于热平衡的系统,无论分开,还是再接触,系统的状态参量都不再发生变化,故A正确,B错误;一切达到热平衡的系统一定都具有相同的温度,两个未接触的系统也可能处于热平衡,故C错误,D正确.6.下列关于热力学温标的说法中不正确的是( D )A.热力学温度的零度是-273.15 ℃,叫做绝对零度B.热力学温度的每一度的大小和摄氏温度的每一度大小是相同的C.绝对零度是低温的极限,无法达到D.1 ℃等于1 K解析:热力学温度和摄氏温度的每一度大小是相同的,两种温度的区别在于它们的零值规定不同,所以A,B均正确;绝对零度是低温的极限,只能无限接近,而无法达到,C正确;根据T=t+273.15 K知,1 ℃为274.15 K,所以D不正确.7.下列叙述正确的是( D )A.若不断冷冻,物体的温度就不断地下降,没有止境B.目前尚不知最低温是多少,最高温是多少C.摄氏零下的373度是低温的下限D.现代技术绝对零度达不到解析:根据绝对零度无法达到可知,温度不会不断下降,故A错误;目前已知最低温度为-273.15 ℃,故B,C错误;现代技术下,绝对零度无法达到,故D正确.8.(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体,将甲和乙接触一段时间后分开,再将乙和丙接触一段时间后分开(发生了热传递),假设只有在它们相互接触时有热传递,不接触时与外界没有热传递,则( AD )A.甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态B.只有乙、丙达到了平衡态,甲没有达到平衡态C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡D.乙、丙两物体达到了热平衡解析:乙和丙分开后,甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递,所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态,A正确,B错误;甲和乙接触一段时间后分开,甲和乙达到了热平衡,但乙和丙接触一段时间后,乙的温度又发生了变化,甲和乙的热平衡被破坏,乙和丙两物体达到了热平衡,C错误,D正确.9.(多选)严冬,湖面上结了厚厚的冰,但冰下鱼儿仍在游动.为了测出冰面下水的温度,徐强同学在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,用下列四种方法测水温,正确的做法是( BD )A.用线将温度计拴牢从洞中放入水里,待较长时间后从水中提出,读出示数B.取一空的塑料饮水瓶,将温度计悬吊在瓶中,再将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后待较长时间,然后将瓶提出,立即读出温度计的示数C.若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃,即热力学温度 4 KD.若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃,即热力学温度277.15 K解析:要测量冰下水的温度,必须使温度计与冰下的水达到热平衡时,再读出温度计的示数,可隔着冰又没法直接读数,把温度计取出来,显示的又不是原热平衡状态下的温度,所以选项A错误,B正确.T=t+273.15 K=277.15 K,选项C错误,D正确.10.(2019·安徽黄山月考)实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测1标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为 60 ℃时温度计的示数,其中正确的是( C )A.41 ℃,60 ℃B.21 ℃,40 ℃C.35 ℃,56 ℃D.35 ℃,36 ℃解析:此温度计每一刻度表示的实际温度为℃=℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21(格),对应的实际温度应为21×℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升格数为=36(格),它的示数为36 ℃+20 ℃=56 ℃,所以C正确.11.摄氏温标:在1954年以前,标准温度的间隔是用两个定点确定的.它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点).摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的.如图所示,以冰点定为0 ℃,汽化点定为100 ℃,因此在这两个固定点之间共为100 ℃,即一百等份,每等份代表1度,用1 ℃表示,用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度.摄氏温标用摄氏度作单位,常用t表示.热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立,把-273.15 ℃作为零度的温标,叫做热力学温标(或绝对温标).热力学温标用K表示单位,常用T表示.试回答:(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为 .(2)如果可以粗略地取-273 ℃为绝对零度.在1标准大气压下,冰的熔点为℃,即为K,水的沸点是℃, 即K.(3)如果物体的温度升高1 ℃,那么,物体的温度将升高 K.解析:摄氏温标冰点温度为0 ℃,汽化点温度为 100 ℃,且用t表示;而热力学温标是把-273.15 ℃作为零开尔文的,用T表示,所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T=t+273.15 K.答案:(1)T=t+273.15 K(2)0 273 100 373(3)1[教师备用] 假设房间向环境传递热量的速率正比于房间和环境之间的温度差,暖气片向房间传递热量的速度也正比于暖气片与房间之间的温度差.暖气片温度恒为T0,当环境温度为-5 ℃时,房间温度保持在22 ℃.当环境温度为-15 ℃时,房间温度保持在16.5 ℃.(1)求暖气片的温度T0;(2)给房子加一层保温材料,使得温差一定时房间散热的速率下降20%,求环境温度为-15 ℃时房间的温度.解析:(1)设两次房间温度分别为T1=22 ℃,T1′=16.5 ℃,环境温度分别为T2=-5 ℃,T2′=-15 ℃;设暖气片向房间的散热系数为k1,房间向环境的散热系数为k2,当房间温度平衡时暖气片向房间的散热速率与房间向环境的散热速率相同,则有k1(T0-T1)=k2(T1-T2) ①k1(T0-T1′)=k2(T1′-T2′) ②整理得T0==℃=55 ℃.(2)设此时房间的温度为T1″则k1(T0-T1″)=(1-20%)k2(T1″-T2′)③由①式可知,===则由③式得T1″==℃≈20.4 ℃.答案:(1)55 ℃(2)20.4 ℃。
第4节温度和温标1.(多选)下列状态中处于平衡态的是A.将一金属块放在沸水中加热足够长的时间B.冰水混合物处在0 ℃环境中C.突然被压缩的气体D.开空调2 min内教室内的气体解析系统处于热平衡态时,其状态参量稳定不变,金属块放在沸水中加热足够长的时间,冰水混合物在0 ℃环境中,其温度、压强、体积都不再变化,是平衡状态,故A、B项对;突然被压缩的气体温度升高,压强变大,故其不是平衡状态,C项错,开空调2 min内教室内的气体温度、体积均有变化,故其不是平衡状态,D项错。
答案AB2.(多选)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析一般来说,描述系统的状态参量不止一个,根据平衡态的定义可以确定A错;根据热平衡的定义可知B和D是正确的;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C错。
正确选项为BD。
答案BD3.目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成,并投入使用,加速器工作时,需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却,冷却的最低温度可达到-271 ℃,将该温度用热力学温标表示是A.2 K B.271 KC.4 K D.0.1 K解析由热力学温标与摄氏温标的关系式T=t+273 K和t=-271 ℃得T=2 K。
故A正确。
答案 A[限时30分钟,满分50分]一、选择题(每小题6分,共42分)1.(多选)关于热平衡的下列说法中正确的是A.系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同数值B.标准状况下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡C.量体温时,温度计须和身体接触5~10分钟是为了让温度计跟身体达到热平衡D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态解析达到热平衡时温度相同,或者说温度相同时就表明两系统达到了热平衡故B 错,应选A、C、D。
温度和温标题组一热平衡与温度计1.如图所示是四种测量液体温度的方法,其中正确的是()解析:温度计的正确使用方法是将温度计的玻璃泡放入液体中,并且不要让温度计的玻璃泡与容器壁或底相接触,所以只有选项D是正确的。
答案:D2.关于热平衡,下列说法正确的是()A.系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值B.标准状态下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡C.量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态解析:两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同,或者说它们的冷热程度相同,所以选项A、C、D对,选项B错。
答案:ACD3.下列状态中处于平衡态的是()A.将一金属块放在沸水中加热足够长的时间B.冰水混合物处在0 ℃环境中C.突然被压缩的气体D.开空调2分钟教室内的气体解析:系统处于平衡态时,其状态参量不变,金属块放在沸水中加热足够长的时间,冰水混合物处在0 ℃环境中,其状态参量不再变化,即处于平衡态,故选项A、B对;突然被压缩的气体经一段时间,状态参量发生变化,故不是平衡态,选项C错;开空调2分钟教室内的气体温度、压强均要变化,故不是平衡态,选项D 错。
答案:AB4.伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计,如图所示一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出温度的变化,则()A.该温度计的测温物质是槽中的液体B.该温度计的测温物质是细管中的红色液体C.该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D.该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制造的解析:细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中封闭的空气,该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的,故选项A、B错,C、D正确。
答案:CD5.小明在家制作了简易温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体。
当外界温度发生变化时,水柱位置将上下移动。
当有色水柱下端与D和A对齐时,温度分别为20 ℃和80 ℃。
A、D间刻度均匀分布。
由图可知,图中有色水柱下端所示温度为多少℃?解析:由题图知A、D间共有15个格,每个格表示温度为℃=4 ℃。
有色水柱的下端离D点3个格即对应3×4 ℃=12 ℃,所以温度为t=20 ℃+12 ℃=32 ℃。
答案:32 ℃题组二热力学温度与摄氏温度6.一个系统的温度由200 K升高到300 K,另一个系统的温度由200 ℃升高到300 ℃,则有关这两个温度及其变化的说法正确的是()A.它们升高了相同的温度B.它们升高的温度不同C.它们后来的温度相同D.它们后来的温度不同解析:由T=t+273.15 K和两种温标下温度的变化特点Δt=ΔT判断,可知选项A、D正确,B、C错误。
答案:AD7.关于热力学温标的正确说法是()A.热力学温标是一种更为科学的温标B.热力学温标的零度为-273.15 ℃,叫绝对零度C.气体温度趋近于绝对零度时其体积为零D.在绝对零度附近气体已液化解析:本题考查热力学温标的性质。
热力学温标在科学计算中(特别体现在热力学方程中),使方程更简单、更科学,故A对;B是热力学温标的常识,B对;气体趋近于绝对零度时,已液化,但有体积,C错,D对。
答案:ABD8.关于热力学温标和摄氏温标,下列说法中正确的是()A.热力学温标中的每1 K和摄氏温标中的每 1 ℃大小相等B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃C.热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃D.某物体摄氏温度为10 ℃,即热力学温度为10 K解析:热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计量方式,但仅是起点不同,热力学温标中变化 1 K 与摄氏温标中变化1 ℃是相同的,故A、C正确,B错误;摄氏温度为 10 ℃的物体,热力学温度为283.15 K,D 错误。
答案:AC9.“在新疆某些地区夏季昼夜温差达15 ℃”“在我国东部沿海地区秋冬两季最高气温相差15 K”,以上两种叙述中的温度差哪种说法大些?解析:在用热力学温标和摄氏温标表示温度变化时,每变化1 ℃等于变化1 K,所以上述两种温度差是相等的。
答案:见解析(建议用时:30分钟)1.下列关于热力学温标说法不正确的是()A.热力学温度的零度是-273.15 ℃,叫作绝对零度B.热力学温度的每一度的大小和摄氏温度的每一度大小是相同的C.绝对零度是低温的极限,永远达不到D.1 ℃就是1 K解析:热力学温度和摄氏温度的每一度大小是相同的,两种温度的区别在于它们的零值规定不同,所以A、B、C均正确;根据T=t+273.15 K知,1 ℃为274.15 K,所以D不正确。
答案:D2.在25 ℃左右的室内,将一支温度计从酒精中拿出,观察它的示数变化情况是()A.温度计示数上升B.温度计示数下降C.温度计示数不变D.温度计示数先下降后上升解析:由于温度计上的酒精蒸发,带走热量,故温度计的示数下降,然后再升回25 ℃,所以温度计的示数先下降后上升。
答案:D3.冬天,北方的气温最低可达-40 ℃,为了测量那里的气温应选用()A.水银温度计B.酒精温度计C.水温度计D.体温计解析:水银的熔点是-39.3 ℃,-40 ℃时水银就会凝固。
而酒精的熔点是-114 ℃。
水在零度就结冰,而体温计的测量范围为35~42 ℃,所以只能选B。
答案:B4.下列关于热力学温度的说法中正确的是()A.-33 ℃=240.15 KB.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了t+273.15 K解析:由T=t+273.15 K知,-33 ℃=240.15 K,A正确,同时B正确;由于热力学温度的1 K和摄氏温度的1 ℃大小相同,所以温度由t℃升至2t ℃,对应的热力学温度升高了t K,D错误;摄氏温度可取负值的范围为-273.15~0 ℃,因绝对零度不可能达到,故热力学温度不可能取负值,C错误。
答案:AB5.实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃。
下面分别是温度计为41 ℃时对应的实验温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41 ℃、60 ℃B.21 ℃、40 ℃C.35 ℃、56 ℃D.35 ℃、36 ℃解析:此温度计每一刻度表示的是实际温度为℃=℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21格,对应的实际温度应为21×=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升的格数为60×=36格,它的示数应为56 ℃,所以选项C正确。
答案:C一般实验室常用的一种摄氏温度计6.摄氏温标:在1954年以前,标准温度的间隔是用两个定点确定的。
它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与空气饱和的水相平衡时的熔点(冰点)。
摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典天文学家A.摄尔修斯设计的。
如图所示,以冰点定作0 ℃,汽化点定作100 ℃,在这两个固定点之间共为100 ℃,即一百等份,每等份代表 1度,用1 ℃表示,用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度。
摄氏温标用度作单位,常用t表示。
热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊(开尔文)创立,把-273 ℃作为零度的温标,叫作热力学温标(或绝对温标)。
热力学温标用K表示单位,常用T表示。
试回答:(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为。
(2)如果可以粗略地取-273 ℃为绝对零度。
在一标准大气压下,冰的熔点为℃,即为K,水的沸点是℃,即K。
(3)如果物体的温度升高1 ℃,那么,物体的温度将升高K。
解析:(1)摄氏温标冰点温度为0 ℃,汽化点温度作为100 ℃,且用t表示;而热力学温标是把-273.15 ℃作为0 K的。
用T表示,所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T=t+273.15 K。
(2)如果取-273 ℃为绝对零度,则T与t关系为T=t+273 K。
显然,在一标准大气压下,冰的熔点为0 ℃,即为273 K;水的沸点是100 ℃,即为373 K。
(3)因T=t+273.15 K所以当t由1 ℃增加到2 ℃时,T就由1+273.15 K=274.15 K增加到2+273.15K=275.15 K,显然物体的温度升高1 ℃,温度升高1 K。
答案:(1)T=t+273.15 K(2)027*******(3)17.某温标A°,20 A°相当于10 ℃,60 A°相当于90 ℃,则50 A°相当于几摄氏度?解析:温标A°从20 A°增大到60 A°,即增大了40 A°,而摄氏温度却增大了80 ℃,是温标A°的2倍。
所以温标A°增大到50 A°时,增大了30 A°,那摄氏温度增大了60 ℃,即10 ℃+60 ℃=70 ℃。
答案:70 ℃8.将未定温标的水银温度计刻划摄氏温标时,发现冰点(0 ℃)和沸点(100 ℃)间水银柱高度差为 16 cm,问在25 ℃时水银柱最高点和冰点刻度的距离为多少?解析:因25 ℃是100 ℃的,所以水银柱最高点和冰点刻度的距离也是总高度16 cm的,即4 cm。
答案:4 cm。