2020版导与练人教版选修3-3 第七章 分子动理论 4 温度和温标
高中物理人教版选修3-3学案：第七章4温度和温标 Word版含解析
4温度和温标1．平衡态和状态参量在物理学中，通常把所研究的对象称为系统。
(1)状态参量用来描述系统状态的物理量，叫做系统的状态参量。
反映了系统的特征、性质。
(2)平衡态系统宏观性质不再随时间变化，这种情况下就说系统达到了平衡态。
(3)非平衡态系统宏观性质随时间变化而变化，这种情况下就说系统处于非平衡态。
谈重点平衡态①系统各部分的参量并不相同，而且可能正在变化，然而在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内的各部分的状态参量会达到稳定，即达到平衡态。
②把不同压强、不同温度的气体混合在同一个容器中，如果容器和外界没有能量的交换，经过一段时间后，容器内各点的温度、压强就会变得一样，即达到平衡态。
【例1】表示系统存在状态的各物理量中温度不断发生变化就说系统处于平衡态，对吗？解析：描述系统存在的任何一状态参量发生变化，系统都处于非平衡态，温度是描述系统存在的其中一个物理量，温度发生变化，说明系统不处于平衡态，所以这种说法不对。
描述系统状态的热学参量有多个，其中任何一个发生变化，系统就不处于平衡态。
答案：见解析释疑点热学、力学中的平衡描述系统状态的热学参量有多个，其中一个发生变化，系统就不再处于平衡态。
热学平衡与力学中的受力平衡是不同的概念，力学中的受力平衡研究对象是物体，特点是合力为零；热学中的平衡是系统的一种状态。
2．热平衡与温度(1)热平衡两个系统相互接触，它们间没有隔热材料，或通过导热性能好的材料接触，这两个系统的状态参量不再变化时，此时的状态叫做热平衡状态，我们说这两个系统达到了热平衡。
(2)热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。
(3)对温度的理解①温度的宏观解释温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
通常情况下，冷的物体我们说它的温度低，热的物体我们说它的温度高。
温度和热平衡状态有着密切的关系，各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们之间发生了热量的传递。
人教版物理选修3-3第七章分子运动论温度和温标
热平衡与温度
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，它的特征就是“一切达到热 平衡的系统都具有相同的温度”这就是常用温度 计能够用来测量温度的基本原理． 若温度计跟物体A处于热平衡，它同时也跟物 体B处于热平衡，根据热平衡定律，A的温度便与 B的温度相等. 温度相同系统达到热平衡的宏观标志，若温度不 同即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交 换。
【答案】
AB
1．热力学温度与摄氏温度的关系是T＝t＋273.15 K．因此 对于同一温度来说，用不同的温标表示，数值不同，这是因为 零值选取不同． 2．在热力学温标与摄氏温标中，热力学温度升高(或降低)1 K，则摄氏温度也升高(或降低)1℃.
第4步 巧练——精选习题，落实强化 1．(多选)下列关于热力学温度的说法中，正确的是( A．－136 ℃比136 K温度高 B．0 ℃等于273.15 K C．1 ℃就是1 K D．升高1℃就是升高274.15 K )
C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平 衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态
【答案】 B
处理平衡态的问题要注意以下三点 1．平衡态与热平衡不同，平衡态指的是一个系统内部达到 的一种动态平衡． 2．必须要经过较长一段时间，直到系统内所有性质都不随 时间变化为止． 3．系统与外界没有能量的交换．
A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理 B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能 达到热平衡 C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平 衡 D．两物体温度相同，可以说两物体达到热平衡 【答案】 ACD
——[再演练应用]——————————————— (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( )
最新人教版高中物理选修3-3：7.4温度和温标 知识点总结及课时练习
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。
高中物理 第七章 分子理论 第4节 温度和温标习题 新人教版选修3-3
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同 的金属
B．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工 作的
C．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D．由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一 定为铁
解析 双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁 两种金属制成的双金属片，其弯曲程度随温度而变化，A、 B 正确；如题图甲所示，加热时，双金属片的弯曲程度增 大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较 大，即铜的热膨胀系数较大，C 正确；如题图乙所示，温 度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时，温度计 指针按顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大， 故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D 错误。
2．(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；由热平衡定律可知，若物体 与 A 处于热平衡，它同时也与 B 处于热平衡，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。
解析 热力学温标在科学计算中，特别是在热力学方 程中，使方程更简单、更科学，故 A 正确；B 项是热力学 温标的常识，故 B 正确；气体趋近于绝对零度时，已液化， 但有体积，C 错误，D 正确。
[综合训练] 7．(多选)两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由 于外界的影响，其中一个系统的温度升高了 5 K，另一个系 统温度升高了 5 ℃，则下列说法正确的是( ) A．两个系统不再是热平衡系统了 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．两个系统的状态没有变化
2020版导与练人教版选修3-3 第七章 分子动理论 5 内 能
5 内能1.(多选)有关“温度”的概念,下列说法中正确的是( BD )A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高D.温度升高时物体的某个分子的动能可能减小解析:温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度来衡量.故A错,B,D对.温度不升高而仅使分子的势能增加,也可以使物体内能增加,冰熔化为同温度的水就是一个例证,故C错.2.(2019·四川德阳检测)下列物理量与物体的内能无关的是( D )A.物体的温度B.物体的体积C.质量D.物体的运动速度解析:从宏观上,物体的内能与温度、体积以及物体的质量有关,与物体的运动状态无关,所以D选项符合题意.3.下列说法正确的是( D )A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定C.物体的速度增大时,物体的内能增大D.物体的动能减小时,物体的温度可能增加解析:内能是对物体内所有分子而言的,单个分子无内能可言,选项A 错误;物体的分子势能由分子间距离决定,宏观上表现为由物体的体积决定,所以选项B错误;物体的宏观速度与物体的内能没有关系,物体的动能与物体的温度没有关系,故选项C错误,D正确.4.(2019·江西新余检测)下列说法中正确的是( B )A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变解析:温度是物体分子平均动能的标志,所以物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大,A错,B对;影响物体内能的因素是温度、体积和物质的质量,所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况,C,D错.5.下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( C )A.物体的温度越高,所含热量越多B.物体的内能越大,所含热量越多C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大D.物体的温度不变,其内能就不变解析:分子热运动的平均动能与温度有关,温度越高,分子热运动的平均动能越大,内能由物体的质量、温度和体积共同决定,并且内能是状态量,而热量是过程量,它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量.6.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中,关于分子间的作用力F和分子间的势能E p的说法中,正确的是( B )A.F不断减小,E p不断减小B.F先增大后减小,E p不断增大C.F不断增大,E p先减小后增大D.F,E p都是先减小后增大解析:分子间距r=r0时,分子力F=0;随r的增大,分子力表现为引力,F ≠0;当r=10r0时,F=0,所以F先增大后减小.在分子间距由r0增大到10r0的过程中,始终克服分子引力做功,所以分子势能一直增大,所以选项B正确,A,C,D错误.7.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中,温度保持不变,体积增大,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法中正确的是( D )A.气体分子间的作用力增大B.气体分子的平均速率增大C.气体分子的平均动能减小D.气体分子的平均动能不变解析:气体在上升的过程中,温度不变,分子的平均动能不变,平均速率不变,体积增大,分子间的作用力减小,气体的分子势能增大,选项D 正确.8.(2019·湖南湘潭月考)(多选)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力.a,b,c,d为x轴上的四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则( BC )A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减小D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大解析:乙分子由a运动到c的过程,所受甲分子的作用力表现为引力而做加速运动,到c时速度达到最大,此后分子力表现为斥力,做减速运动,A错,B对.乙分子由a到b的过程分子力做正功,分子势能一直减小,C正确.而乙分子从b到d的过程,分子力先做正功,分子势能减少,后做负功,分子势能增加,故D错.9.(多选)下列关于内能和机械能的说法中,正确的是( BD )A.机械能增大的物体,其内能一定增大B.物体的机械能损失时,内能却可能增加C.物体的内能损失时,机械能必然会减小D.物体的机械能可以为零,内能不可以为零解析:内能和机械能是两种不同形式的能,内能由物体分子状态决定,而机械能由物体的质量、宏观速度、相对地面高度或弹性形变程度决定,二者决定因素是不同的.物体被举高,机械能增大,若温度降低,内能可能减小,故A错误;物体克服空气阻力匀速下降,机械能减小,而摩擦生热,物体温度升高,内能可能会增大,故B正确;物体静止时,温度降低,内能减小,而物体的机械能可能不变,故C错误;物体内分子永不停息地运动,内能不可能为零,但机械能可以为零,故D正确. 10.三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气,它们的温度相同,则分子平均速率最大的是;在不计分子势能的情况下,气体内能最大的是.解析:三种气体分子热运动的平均动能相同,即m O=m N=m H,而分子质量的大小关系为m O>m N>m H,所以有v H>v N>v O,又因三种气体的质量相同,氢气的分子总数最多,不计分子势能,由气体内能E内=N可知,氢气内能最大.答案:氢气氢气11.(1)1 kg 40 ℃的水跟1 kg 80 ℃的水哪个内能大?(2)1 kg 40 ℃的水跟2 kg 40 ℃的水哪个内能大?(3)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能大?(4)1 kg 100 ℃的水跟1 kg 100 ℃的水蒸气哪个内能大?解析:(1)两者质量相同,同种物质,所以分子数目相同,而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均动能大,所以1 kg 80 ℃的水的总动能比1 kg 40 ℃的水大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1 kg 80 ℃的水的内能大.(2)1 kg 40 ℃的水跟2 kg 40 ℃的水比较,2 kg 40 ℃的水内能大,因为后者分子数目多.(3)虽然100 ℃的开水的水分子平均动能较大,但一池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多,故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能大.(4)它们的质量相等,因而所含分子数相等,分子的平均动能也相同,但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水大,故1 kg 100 ℃的水蒸气的内能比1 kg 100 ℃的水的内能大.答案:(1)1 kg 80 ℃的水(2)2 kg 40 ℃的水(3)一池塘常温下的水(4)1 kg 100 ℃的水蒸气12.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来,由图象回答:(1)从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小,试说明理由.(2)图中分子势能为零的点在什么位置?在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零,对吗?(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点? 解析:(1)如果分子间距离约为10-10 m数量级,分子作用力的合力为零,此距离为r0.当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大.如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间距离的增大而增大.从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小还是增大,分子势能都增大.所以说,在平衡位置处分子势能最小. (2)由题图可知,分子势能为零的点在两个分子相距无穷远的位置.因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,据题图也可以看出:在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零.(3)两个分子相距r0的位置分子势能最小,最小的分子势能为零,所以此种情况的特点为分子势能大于等于零.答案:见解析。
高中物理选修3-3第七章分子动理论 4 温度和温标
4温度和温标[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道平衡态及系统的状态参量.2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系.3.了解温度计的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系．一、状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称系统．(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界．2．状态参量：用来描述系统状态的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等．3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间而变化的稳定状态．二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都不再变化，这时两个系统具有“共同性质”，我们就说这两个系统达到了热平衡．2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡．3．温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度．这就是温度计能够用来测量温度的基本原理．4．热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．三、温度计与温标1．常见温度计及其测温原理名称原理水银温度计根据水银热胀冷缩的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度2.确定一个温标的方法(1)选择某种具有测温属性的物质．(2)了解测温物质随温度变化的函数关系．(3)确定温度的零点和分度的方法．3．热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃.(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15_K.1．判断下列说法的正误．(1)表示系统的状态参量常用的有体积、压强、阿伏加德罗常数和温度．(×)(2)两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量．(×)(3)温度计测温原理就是热平衡定律．(√)(4)0 ℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为273 K．(√)2．(1)两个系统具有相同的________时，即达到了热平衡．(2)北京时间2016年8月6日是第31届里约奥运会开幕的日子，中央电视台播报天气预报，里约的最高气温是38 ℃，它是________K．我国在研究超导问题方面走在世界前列，我国科学家发现某种超导材料的临界温度是90 K，它是________℃.答案(1)温度(2)311.15－183.15一、状态参量与平衡态(1)在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量．在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢？(2)如果系统与外界没有能量交换，该系统就达到平衡态了吗？答案(1)体积、压强和温度．(2)不是．1．热力学系统的状态参量(1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围．(2)压强p：系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质．(3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度．2．平衡态的理解(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统不受外界的影响，状态参量(压强、体积和温度)不随时间变化．(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的．例1(多选)下列各个系统处于平衡态的是()A．放在0 ℃的房间里的冰水混合物B．放在沸水中加热足够长时间的铜块C．电影院开空调5分钟内放映厅内的气体D．突然被压缩的气体答案AB解析A选项中在0 ℃的房间里的冰水混合物，其温度、体积都不再变化，处于平衡态；B 选项中铜块在沸水中加热足够长的时间后，其温度、体积也不再变化，处于平衡态；C选项中开空调5分钟内放映厅内气体的温度、压强都要变化，处于非平衡态；D选项中突然被压缩的气体体积变化，故其处于非平衡态．故选A、B.二、平衡态与热平衡的比较温度(1)用手心握住体温计玻璃泡，观察到体温计的示数逐渐上升．当上升到36 ℃左右时，为什么不再上升？(2)当把它立即放入40 ℃的水中时，你又看到什么现象？为什么？答案(1)因为体温计与人体温度相同，即达到了热平衡．(2)体温计的示数继续上升，因为体温计玻璃泡的温度与水的温度不相同，没有达到热平衡．1．平衡态与热平衡的区别和联系平衡态热平衡区别研究对象一个系统两个接触的系统判断依据系统不受外界影响，状态参量不变两个系统的温度相同联系处于热平衡的两个系统都处于平衡态2.热平衡定律的意义决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度．因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以在比较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低．3．热平衡与温度(1)对温度的理解①宏观上，表示物体的冷热程度．②微观上，反映分子热运动的剧烈程度．③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度．(2)温度计的测温原理若物体与A处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理．例2(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(发生了热交换)，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()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答案AD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．例3(多选)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答案ACD解析两个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．A、C、D正确，B错误．三、温度计与温标(1)如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测量物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？(2)如果气体的温度是1 ℃，也可以说气体的温度是多少K？如果气体的温度升高了1 ℃，也可以说气体的温度升高了多少K?答案(1)不是．由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的水柱越低．(2)274.15 K 1 K1．“温度”含义的两种说法(1)宏观角度：表示物体的冷热程度．(2)热平衡角度：两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度．2．温度计测温原理一切互为热平衡的系统都具有相同的温度．温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体相同．例4(多选)关于温度与温标，下列说法正确的是()A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法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．－33 ℃与240.15 K表示同一温度答案AD解析温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，选项A正确；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，选项B错误；摄氏温度升高3 ℃，也就是热力学温度升高了3 K，选项C错误；由T＝273.15 K ＋t，可知－33 ℃与240.15 K表示同一温度，D正确．1．(状态参量和平衡态)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、体积都一定达到了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、压强变得一样，但体积仍可变化答案 A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正确．2．(热平衡与温度)(多选)下列说法正确的是()A．放在腋下足够长时间的水银体温计中的水银与人体达到热平衡B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡D．两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡答案ACD解析当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡，故A、D正确；两个物体的温度相同时，不会发生热传递，已经达到热平衡，故B错误；若a与b、c分别达到热平衡，三者温度一定相等，所以b、c之间也达到了热平衡，故C正确．3．(温标和温度)(多选)下列关于温度的说法正确的是()A．水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的B．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 KC．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 KD．温度由摄氏t升至2t，对应的热力学温度由T升到2T答案ABC解析水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的，A正确．根据T＝t＋273.15 K可知，100 ℃相当于热力学温标373.15 K，水从0 ℃升高到100 ℃，即从273.15 K升高到373.15 K；从t升高到2t，即从T＝t＋273.15 K升高到2t＋273.15 K，B、C正确，D错误．4.(温度计和温标)(2018·镇江市高三月考)仿照实验使用的液体温度计的原理，某同学设计了一个简易的气体温度计，如图1所示，瓶中装的是气体，瓶塞密封不漏气，瓶塞上面细弯管中有一段液柱．图1(1)当温度升高时，液柱将向哪边移动？(2)此温度计如何标上刻度呢？(3)你能说出这个温度计的测温原理吗？(4)为了提高此温度计的灵敏度，便于读数，可采取什么措施？答案见解析解析(1)当温度升高时，瓶内的气体受热膨胀挤压上方的液柱，液柱就会向左移动；(2)将此装置放在一个标准大气压下的冰水混合物中，在液柱正中间处标上0 ℃，将它放在一个标准大气压下的沸水中，在液柱正中间处标上100 ℃，然后将以上两个刻度之间的部分进行100等分，标上刻度就成了一个温度计；(3)这个温度计的测温原理是测温气体的热胀冷缩；(4)细弯管再细一点，瓶子再大些且气体再多些，细弯管内的液体尽可能少些等．一、选择题考点一平衡态与热平衡1．(多选)热力学系统的平衡态是一种()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答案BD解析热力学系统的平衡态是大量分子的平均效果，是动态平衡，分子仍做无规则运动，故选B、D.2．(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()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．3．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答案 C解析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错误；热平衡定律对多个系统也适用，故B错误；由热平衡的意义知，C正确；温度是热平衡的标志，一定相同，故D错误．4．下列说法正确的是()A．只有处于平衡态的系统才有状态参量B．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其各个状态参量都会改变C．两物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态D．0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，冰水混合物处于平衡态答案 C解析状态参量是描述系统状态的物理量，与系统是否处于平衡态无关，且系统状态变化时，不一定各个状态参量都改变，A、B错误；处于热传递过程中的两系统处于非平衡态，C正确；0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是平衡态，D 错误．考点二温度、温度计与温标5．(多选)关于温度的物理意义，下列说法中正确的是()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．人如果感觉到某个物体很热，就说明这个物体的温度很高D．达到热平衡的两个系统温度相同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、C错误；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，两系统达到热平衡，则温度相同，D正确．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．温度升高了1 ℃就是升高了1 KC．物体的温度由本身决定，数值与所选温标无关D．5 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为278 K答案ABD7．(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1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()图1A．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答案CD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A、B错误，C、D 正确．8．(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答案 BD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，但因隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的也不再是原热平衡状态下的温度，故选项A 错误，B 正确．T ＝t ＋273.15 K ＝277.15 K ，故选项C 错误，D 正确．9．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 ℃.下列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 ℃答案 C解析 此温度计每一刻度表示的实际温度为10080－20℃＝53 ℃，当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为(41－20)格＝21格，对应的实际温度应为21×53℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20开始上升格数为6053格＝36格，它的示数为36 ℃＋20 ℃＝56 ℃，所以C 正确．10.(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片压合在一起的双金属片的弯曲程度随温度的变化而变化的原理制成的，如图2甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述中正确的有( )图2A ．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属B ．双金属温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的C ．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数D ．由图乙可知，双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁答案ABC解析双金属温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的，双金属片的弯曲程度随温度变化而变化，A、B正确；题图甲中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C正确；题图乙中，温度计示数是沿顺时针方向增大的，说明当温度升高时温度计指针沿顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D错误．二、非选择题11.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15 ℃和75 ℃.A、D间刻度均匀分布．由图3可知，图中有色水柱下端所示温度为多少℃？图3答案27 ℃解析由题图知A、D间共有15个格，每个格表示温度为75－1515℃＝4 ℃，有色水柱的下端离D点3个格，即3×4 ℃＝12 ℃，所以图中有色水柱下端所示温度为t＝15 ℃＋12 ℃＝27 ℃.。
高中物理 第七章 分子动理论 4 温度和温标课后训练 新人教版选修33
4 温度和温标课后集训基础过关1.下列说法中正确的是( )A.状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其各个状态参量都会改变B.当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会相同C.只有处于平衡态的系统才有状态参量D.两物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态解析：由于描述系统的各种性质，需要不同的物理量，只要其中某个量变化，系统的状态就发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，A选项错，系统处于平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，因而C错误，当系统不受外界影响系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于相同，B正确，两物体发生热传递时，两物体组成的系统内部仍存在温差，故系统处于非平衡态.故D正确.答案：BD2.下列说法正确的是( )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，再接触有可能发生新的变化C.两个未曾接触的系统不可能处于热平衡D.若a系统与b系统处于热平衡，b系统与c系统处于热平衡，则a与c未必处于热平衡解析：据热平衡的意义，两个系统处热平衡，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.两个未曾接触的系统有可能处于热平衡，所以C错误，据热平衡定律，系统a、系统c分别与系统b处于热平衡，则系统a与系统c一定也处于热平衡，故D错误.答案：A3.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.温度升高了1℃，就是升高了1 KC.1℃就是1 KD.0℃的温度可用热力学温度粗略的表示为273.15 K解析：热力学温度是国际单位制中的七个基本物理量之一，其单位“K”是国际单位制中的基本单位，故A对；热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273.15 K.故C错，D对；热力学温度与摄氏温度起点不同，但每一分度是相同的，所以温度升高1℃就是升高了1 K，故B正确. 答案：ABD4.下列论述正确的有( )A.0℃等于273.15 KB.-2 K等于-275.15℃C.ΔT=Δt+273.15D.ΔT=Δt解析：根据热力学温度和摄氏温度的关系T=t+273.15 K可知，选项A、D正确，C错；热力学温度没有负值，B错.答案：AD5.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：由于实际温度从0℃升高到100℃时温度计的示数从20℃变为80℃，则此温度计读数增加1℃，实际温度升高C C ︒=︒--3520800100，t 示与t 实的关系为t 实=(t 示-20)35，所以温度计示数为41℃时对应的实际温度为(41-20)×35℃=35℃；由(t-20) 35=60 得实际温度为60℃时，温度计示数为t=56℃.答案：C综合运用6.10℃=_________K ，251 K=_________℃，37℃=_________K ，100℃=_________K ，0 K=_________℃(T=t+273 K).答案：283 -22 310 373 -2737.某同学取出一支示数为39.6℃的体温计，没有将水银甩回玻璃泡而直接测量自己的体温，若他的实际体温是36.6℃，则测出来的体温是( )A.36.6℃B.39.6℃C.3℃D.76.2℃ 解析：因为体温计的玻璃泡和玻璃管间有一缩口，如果水银不甩回玻璃泡，水银不会自动退回到玻璃泡内，因此该同学测出来的体温仍为39.6℃.答案：B8.关于热力学温标的正确说法是( )A.热力学温标的零度为-273.15℃B.热力学温标中的每1 K 与摄氏温标中每1℃大小相等C.某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10 KD.绝对零度是低温的极限，永远达不到解析：热力学温度和摄氏温度的零点不同，但它们的每一分度相同，其关系为T=t+273.15 K ，所以AB 正确，C 错误.热力学温度的零度也叫绝对零度，只能接近，不能达到.若达到绝对零度物体分子无规则运动将会停止，这显然是不可能实现的，故D 选项正确.答案：ABD9.对于某体积不变的理想气体，温度每升高1℃，压强就增大了t 0℃时物体压强的2731，设t 0℃时物体压强为p 0，则温度为t 时，物体压强为多少？(用两种方式表示)解析：由题意可知，P t =p 0(1+273t )=P 0·273T 其中T=273+t答案：P 0(1+273t )或2730T P 其中T=273+t 10.表示物体存在状态的各参量中温度不断发生变化，就说物体处于非平衡态，对吗？ 解析：正确.描述物体存在的任一状态参量发生变化，物体都处于非平衡态.。
2020届人教版高中物理选修3-3教学案：第七章 第4节 温度和温标含答案
第4节温度和温标1.平衡态：如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内各点的压强和温度都不再变化。
2．热平衡：两个相互接触的系统，经过一段时间以后状态参量不再发生变化，这说明两个系统对传热来说已经达到了平衡。
3．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。
一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
4．摄氏温度t与热力学温度T的关系：T＝t＋273.15 K。
一、状态参量与平衡态1．热力学系统通常把由大量分子组成的研究对象称为热力学系统。
2．外界指系统之外与系统发生相互作用的其他物体的统称。
3．状态参量描述系统热学性质的物理量，常用的物理量有几何参量体积V、力学参量压强p、热学参量温度T。
4．平衡态系统在没有外界影响的情况下，经过足够长的时间，各部分的状态参量达到稳定的状态。
二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统的状态参量不再变化。
2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。
3．热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
4．温度：表征互为热平衡系统的共同热学性质的物理量。
三、温度计与温标1．常见温度计的测温原理名称测温原理水银温度计根据水银的热膨胀的性质来测量温度金属电阻温根据金属铂的电阻随温度的变化来测量温度度计气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度热电偶温度根据不同导体，因温差产生电动势的大小不同来测量温度计2．温标(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0_℃，水的沸点为100_℃。
在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃。
(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，规定摄氏温度的－273.15_℃为零值，它的一度等于摄氏温度的一度。
(3)摄氏温度与热力学温度：①摄氏温度：摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位摄氏度，符号为℃。
【提分必做】高中物理 第七章 分子动理论 4 温度和温标分层训练 新人教版选修3-3
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。
2020_2021学年高中物理第七章分子动理论4温度和温标学案新人教版选修3_3
第四节温度和温标【素养目标定位】※明确热平衡与温度的概念※理解热力学温度与摄氏温度的关系※了解温度计的原理【素养思维脉络】课前预习反馈知识点1 状态参量与平衡态1．热力学系统和外界(1)热力学系统：在热学中，把某个范围内__大量分子__组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。
(2)外界：系统之外与系统发生__相互作用__的其他物体统称为外界。
2．状态参量描述系统__热学性质__的物理量，常用物理量有几何参量__体积V__、力学参量__压强p__、热学参量__温度T__。
3．平衡态没有外界影响的情况下系统所有性质都不随时间__而变化的稳定__的状态。
知识点2 热平衡与温度1．热平衡两个相互接触的热力学系统的状态参量__不再变化__。
2．热平衡定律如果两个系统与第三个系统达到__热平衡__，那么这两个系统彼此之间也必定处于__热平衡__。
3．温度表征热平衡系统的“__共同性质__”的物理量。
4．热平衡的性质一切达到热平衡的系统都具有相同的__温度__。
知识点3 温度计与温标名称原理水银温度计根据水银的__热膨胀__的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属的__电阻__随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体__压强__随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因__温差__产生电动势的大小来测量温度温度的数值表示法叫作温标。
(1)摄氏温标：规定标准大气压下__冰水混合物__的温度为0 ℃，__沸水__的温度为100 ℃，在0和100之间分成100等份，每一等份就是1 ℃，这种表示温度的方法即为摄氏温标，表示的温度叫作__摄氏温度__。
(2)热力学温标：规定摄氏温标的__－273.15__ ℃为零值，这种表示温度的方法即为热力学温标。
表示的温度叫作热力学温度(T)，单位为开尔文( K)。
(3)摄氏温度与热力学温度①摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号__t__表示，单位是__摄氏度__，符号为℃②热力学温度热力学温标表示的温度，用符号__T__表示，单位是__开尔文__，符号为 K③换算关系T＝__t＋273.15_K__辨析思考『判一判』(1)温度可以从高温物体传递到低温物体。
高中物理第七章分子动理论4温度和温标成长训练新人教版选修3_3
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。
2020版导与练人教版选修3-3 第七章 分子动理论 2 分子的热运动
[要点归纳]
1.扩散现象的特点 (1)温度越高,扩散现象越明显. (2)总是从浓度大处向浓度小处扩散,两边到达浓度相同时,保持动态平衡. (3)扩散现象永不停息. 2.扩散现象的发生环境 (1)任何情况下都可以发生,与外界因素无关. (2)物质处于固态、液态和气态时,都能发生扩散现象. 3.扩散现象的实质 扩散现象不是外界作用引起的,而是分子无规则运动的直接结果,是分子 永不停息地做无规则热运动的实验证据.
答案:图中画出的是每隔30 s观察到的小炭粒的位置用直线依次连接起 来的图线,实际上在30 s内,微粒的运动是极其复杂和无规则的,并非沿 着两位置的连线运动.因此,图中折线并不是小炭粒的运动径迹,更不是 水分子的运动径迹.如果记录时间间隔延长,折线会更复杂.
(4)实验中的这一现象是什么运动呢?产生的原因是什么?
[要点归纳] 1.布朗运动的无规则性 悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡性是形成布朗运动的 原因.由于液体分子的运动是无规则的,使微粒受到较强撞击的方向也不 确定,所以布朗运动是无规则的. 2.布朗运动的影响因素 (1)微粒越小,布朗运动越明显.悬浮微粒越小,某时刻与它相撞的分子数 越少,来自各方向的撞击作用越不易平衡;另外微粒越小,其质量也就越小, 相同撞击作用下产生的加速度越大.因此,微粒越小,布朗运动越明显. (2)温度越高,布朗运动越激烈.温度越高,液体分子的运动(平均)速率越 大,对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大,产生的加速度也越大,因此温 度越高,布朗运动越明显.
三、热运动
1.定义:分子永不停息的无规则运动.
2.宏观表现:扩散现象和布朗运动.
3.特点
(1)永不停息. (2)运动 无规则 . (3)温度越高,分子的热运动 越激烈 .
【精编版】2019-2020学年人教版物理选修3-3同步导练课件：7-4 温度和温标
【点悟】 热平衡与温度理解的三个误区 误区 1：误认为只要温度不变，系统就处于平衡态 产生误区的原因是没有正确理解平衡态的概念，当系统内包括温度在内的所有状态 参量都不随时间变化时，系统才会处于平衡态． 误区 2：误认为平衡态就是热平衡 产生误区的原因是由于不理解热平衡与平衡态的关系，错误地认为处于平衡态的两 个物体之间一定会处于热平衡状态．其实各自处于平衡态的两个物体温度不一定相同， 它们接触后各自的状态会发生变化，直到达到热平衡为止．
【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 学温标用 T 表示，把摄氏温标下的－273.15 ℃作为 0 K，故它们间的关系为 T＝t＋273.15 K.
(2)若取－273 ℃为绝对零度，则 T＝t＋273 K，显然在一个标准大气压下，冰的熔点 为 0 ℃，即 273 K；水的沸点为 100 ℃，即 373 K.
注意：用热力学温标表示的温度和用摄氏温标表示的温度，虽然起点不同，但所表 示温度的间隔是相同的．ΔT＝Δ t.
③利用热力学温标的主要意义在于：可简化热力学方面的公式，明确了绝对零度(零 开)是低温的极限，只是无限接近，不能达到．
【例 2】 下列关于热力学温标的说法不正确的是( ) A．热力学温度的零度是－273.15℃，叫绝对零度 B．热力学温度的每一度的大小和摄氏温度是相同的 C．绝对零度是低温的极限永远达不到 D．1℃就是 1 K
解析：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 对，C、D 错．
答案：AB
导悟 2 摄氏温标与热力学温标 1．摄氏温标：摄尔萨斯和施勒默尔提出摄氏温标是以一个标准大气压下冰水混合的 温度为 0 度，水沸腾时的温度为 100 度，把 0 到 100 之间分 100 等份而得到，每一等份 为 1 摄氏度(1℃)．用摄氏温标表示的温度叫摄氏温度．符号为 t.单位为摄氏度(℃)． 2．热力学温标：19 世纪英国物理学家开尔文提出一种与测温物质无关的温标，叫 热力学温标或绝对温标．用热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号 T 表示．单位 是开尔文，简称开，符号 K. ①热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一，因此它的单位属基本单位． ②热力学温度和摄氏温度的数量关系 T＝t＋273.15 K．粗略表示为 T＝t＋273 K.
人教版高中物理选修3-3第7章《分子动理论》4.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）双基限时练(四) 温度和温标1．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，请将该温度用热力学温标来表示为( )A ．2 KB ．271 KC ．4 KD ．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 A2．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具有何种特性( )A ．较多的热量B ．较大的比热容C ．较大的质量D ．较高的温度解析 此类问题是关于热平衡的应用，解决本题的根本出路在于理解热平衡的决定因素——温度．甲的热量流向乙物体，说明甲物体的温度较高，故D 选项正确．答案 D3．(多选题)一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T 1，比铁块的温度T 2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，那么( )A ．从两者开始接触到达到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B ．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C ．达到热平衡时，铜块的温度是T ＝T 1＋T 22D ．达到热平衡时，两者的温度相等解析 由能量守恒和转化定律可知A 选项正确，由热平衡定律可知D 选项正确． 答案 AD4．(多选题)关于热力学温标的说法正确的是( )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 KC ．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，错误；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AD5．有关温标的说法正确的是( )A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同C．温标的规定是人为的，没有什么理论依据D．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系解析温标不同，测量同一系统的温度一般不同，故A选项正确；B选项错误；每一种温标的规定都有一定的意义，故C选项错误；热力学温标和摄氏温标数值上有T＝t＋273 K，故D选项错误．答案 A6．关于热力学温标和摄氏温度( )A．热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等B．热力学温度每升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃C．热力学温度每降低1 K小于摄氏温度降低1 ℃D．某物体摄氏温度10 ℃，即热力学温度10 K答案 A7．在青藏高原上，兴趣小组的同学用实验的方法想测量水沸腾时的温度到底是多少，它应选用( ) A．水银温度计B．酒精温度计C．以上两种温度计都可以D．以上两种温度计都不行解析不能选用酒精温度计，在青藏高原上水的沸点在80 ℃左右，而酒精的沸点更低，也就是70 ℃左右．本题选A.答案 A8．(多选题)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．(多选题)小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后像图中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下，你认为小宁的说法正确的是( )A．不应倒入另一烧杯中，这会使温度降低B．水倒的太少，温度计玻璃泡不能完全浸没C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读解析要测量烧杯中水的温度，据热平衡知，须把温度计放入待测水中达到热平衡后读出温度计的示数，即为热水的温度．题中将少量水倒入另一烧杯，测量有两处错误：其一，少量水不能浸没温度计的玻璃泡，达到热平衡时测量的不是水的温度；其二，少量水倒入另一烧杯，这少量水与另一烧杯又达到一个热平衡，温度已改变，再用温度计测量时，测出的是这个热平衡状态的温度，而不是待测水的温度了．题中C项读数小宁找得对，但是小宁在D选项中要把温度计取出来读数就不对了，当把温度计取出时，在空气中它与空气间存在温度差，有热交换会失去原来的热平衡，示数变化．答案ABC10．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，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A的做法不正确，C的做法正确，D的做法不正确，B的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．答案 C11．某同学自定一种新温标P，他将冰点与沸点之间等分为200份，且将冰点的温度定为50 P，该同学测量一杯水的温度为150 P，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 ℃，故C选项正确．答案 C12．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子力越来越小12．对一定质量的某种气体，在某一状态变化过程中压强p与热力学温度T的关系如图象所示，则描述压强p与摄氏温度t的关系图象中正确的是( )A B C D解析 设p T ＝C(C>0)，则p t ＋273＝C ，p ＝C(t ＋273)，可知C 对，A 、B 、D 错． 答案 C13．下图①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、电流表串联起来如图②，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刻度上？解析 根据焦耳定律和闭合电路欧姆定律I ＝E R ＋r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t1应标在电流较大的刻度上．答案t114．一支玻璃管一端与一个鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱．当气温变化时，玻璃泡中气体压强会随着变化，从而使玻璃管内水柱高度发生变化．根据管内水柱高度的变化就可测出相应的温度．如图所示，说明“伽利略温度计”的测温原理．解析“伽利略温度计”应用的是气体的热胀冷缩原理，温度高时气体膨胀，细管内的液面就下降，温度低时，气体体积减小，细管内的液面升高，温度的高低能通过细管内的液面升降反映出来，这就是伽利略温度计的测温原理．答案见解析。
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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 K
D.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) ①
k1(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 ℃。