人教版 (2019)选择性必修 第三册温度和温标精练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册温度和温标精练，共5页。
知识点一：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，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态。
知识点二：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改变，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．热力学的平衡态的理解
(1)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，表现为系统的宏观性质不随时间变化．
(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．
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，这个结论称为热平衡定律，也叫热力学第零定律．
4．热平衡状态的特征：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．
温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度．
知识点三：温度计与温标
1．“温度”含义的两种说法
(1)宏观角度：表示物体的冷热程度．
2．温度计测量原理
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．
3、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，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）．热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273.15 K ΔT＝Δt
[典型例题、易错易混点剖析]
易错易混点1热力学的平衡态的理解
易错易混点辨析: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。
例题1.下列说法不正确的是（ ）
A．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理
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．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量
解析：选D，
AB．由热平衡定律可知，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A、B正确；
CD．热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故D错误，C正确。
本题选不正确的，故选D。
例题2.关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有（ ）
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压强一定相等
解析：选B，
A．根据平衡态的定义知系统温度长时间内都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；
BD．根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，B正确，D错误；
C．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，C错误。
故选B。
易错易混点2 热力学温度T与摄氏温度t的关系
易错易混点辨析：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
例题3.关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（ ）
A．某物体的摄氏温度为，则热力学温度为10 K
B．热力学温度升高1 K，对应摄氏温度升高
C．摄氏温度升高，对应热力学温度升高283.15 K
D．热力学温度和摄氏温度对应的温标不同，两者表示的温度无法比较
解析：选B，
BC．热力学温度与摄氏温度的关系为知故热力学温度升高1 K，对应摄氏温度升高；摄氏温度升高，对应热力学温度升高10 K，故B正确，C错误；A．对应热力学温度283.15 K，故A错误；D．两温度可以比较，故D错误。
故选B。
例题4气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示，气体初始温度为（ ）
A．27K，升高了20KB．300K，升高了20K
C．27K，升高了293KD．300K，升高了293K
解析：选B,用热力学温标表示，气体初始温度为
升高了故ACD错误，B正确。
故选B。
易错易混点3：温度的概念与分子动能的关系
易错易混点辨析：1.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。
2.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。
例题5.新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给人类造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们常用乙醇免洗洗手液（主要成分是酒精）洗手消毒，使用免洗洗手液洗手后，手部能够很快变干，下列说法正确的是（ ）
A．手部能够很快变干是酒精分子做布朗运动的结果
B．手部能够很快变干是空气对流的结果
C．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变
D．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子势能不变
解析：选C, AB．手部能够很快变干是酒精分子永不停息做无规则运动的结果，A、B错误；
CD．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变，分子势能变大，C正确，D错误。
故选C。
例题6.关于温度的概念，下述说法中正确的是（ ）
A．温度升高，物体内所有分子的动能都增大
B．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大
C．当某物体的内能增加时，则该物体的温度一定升高
D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大
解析：选B,
A．温度升高，物体内分子的平均动能变大，并非所有分子的动能都增大，选项A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，选项B正确；
C．当某物体的内能增加时，可能是分子势能增加，而该物体的温度不一定升高。例如0℃的冰化成同温度的水时，选项C错误；
D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均动能比乙物体分子平均动能大，而甲物体分子平均速率不一定比乙物体分子平均速率大，选项D错误。
故选B。
【针对训练】
一、单选题
1．把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图（如图），正确的是（ ）
A．B．C．D．
2．下列关于温标，温度的说法正确的是（ ）
A．今天最高气温是，用热力学温度来表示即为
B．今天最低气温是，用摄氏温标来表示即为
C．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升
D．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升
3．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论，λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλ=2.9×10-3m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为（ ）
A．7.8×10-5mB．9.4×10-6m
C．1.1×10-4mD．9.7×10-8m
4．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 ℃
5．下列关于温度的说法中正确的是（ ）
A．热力学温度的0K相当于摄氏温度的273C
B．热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1C对应的温度变化是相同的
C．绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达到的
D．在国际单位制中，温度的单位是C
6．下列说法正确的是（ ）
A．只有吸热才能增加物体的内能
B．一定质量理想气体的温度和体积都增加时，压强可能减少
C． 氧气中的分子一定都比氧气中的分子速率大
D．新冠病毒在环境下超过30分钟可有效灭活，等于310K
7．关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．某种物体的温度为0°C，说明该物体中分子的平均动能为零
B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能也一定增大
C．当温度变化1°C时，也可以说成温度变化274K
D．质量相同时，0°C的水比0°C的冰的内能大
8．关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是( )
A．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10K
B．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃
C．摄氏温度升高10℃，对应热力学温度升高283K
D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较
9．热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．温度越高的物体，其内能越大
B．温度越低的物体，其每个分子的运动速率越小
C．处于热平衡状态的物体，无论是否接触，其冷热程度一定相同
D．随着冷冻技术的不断进步，可以实现将物体的温度降低到
10．一容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则（ ）
A．因气体温度与机械运动速度无关，故容器内气体温度不变
B．容器中气体内能不变
C．因容器突然停止运动，气体分子运动速度亦随之减小，故容器中气体温度降低
D．容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分子热运动的动能，故容器中气体温度将升高
11．如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（ ）
A．分子平均动能变小
B．每个气体分子速率都增大
C．从外界吸热，气体内能增加
D．分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加
12．在温度相同的条件下，下列有关氧气、氮气分子说法正确的是（ ）
A．每一个氧分子和每一个氮分子的动能相同
B．1克氧气分子动能之和与1克氮气分子动能之和相等
C．1摩尔氧气分子动能总和与1摩尔氮气分子动能总和相等
D．1摩尔氧气分子动能总和大于1摩尔氮气分子动能总和
13．两相同容器a、b中装有可视为理想气体的氦气，已知a中氦气的温度高于b中氦气的温度，a中氦气压强低于b中氦气的压强，由此可知（ ）
A．a中氦气分子的平均动能大于b中氦气分子的平均动能
B．a中每个氦分子的动能一定都大于b中每个氦分子的动能
C．a中氦气分子间的距离较小
D．a中氦气的内能一定大于b中氦气的内能
二、多选题
14．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 K
C．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 K
D．温度由摄氏t升至2t，对应的热力学温度由T升到2T
15．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
16．关于热力学温度，下列说法中正确的是（ ）
A．27℃相当于300.15K
B．摄氏温度与热力学温度都可能取负值
C．温度变化1℃，也就是温度变化1K
D．温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了273.15K＋t
17．关于温度和热平衡，下列说法中正确的是（ ）
A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同
B．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1 K
C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D．温度是分子势能的宏观标志
18．关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（ ）
A．具有相同内能的两物体达到热平衡
B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡
C．就是
D．冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡
19．下列关于摄氏温度与热力学温度的说法中，正确的是（ ）
A．气体温度升高1℃，也就是温度升高1K；温度下降5K，也就是温度降低5℃
B．摄氏温度与热力学温度在一度上是相等的，只是定义的零度起点不同
C．摄氏温度有时为负值；温度很低时，热力学温度也可能为负值
D．温度由t升高到2t，对应的热力学温度由T升高到2T
20．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，读出温度计的示数
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 ，即热力学温度4K
D．若温度计显示的示数为摄氏温度，即热力学温度277.15K
21．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的性质制造的
22．如图所示，方形冰块恰好嵌在开口向上的玻璃杯底部，然后玻璃杯开口处用杯盖紧封，将含冰块的玻璃杯置于稳定的室温下，一段时间后玻璃杯内外刚好达到热平衡。在这个过程中，下列说法正确的是（ ）

A．玻璃杯中物质的内能先增大后减小
B．冰在融化过程中，分子的平均动能不变
C．玻璃杯中物质的分子平均动能一直增大
D．玻璃杯中的水面最终一定是曲面
23．当篮球气不足时常用打气筒和气针给篮球充气，把气针安装在打气筒的气嘴上，把气针慢慢地插入篮球气孔，然后压缩打气筒将空气压入篮球内，如图所示。在一次缓慢压缩打气筒的充气过程中，设此次充气过程中篮球的体积不变，气体温度不变，打气筒内的气体全部压入篮球内，没有向外界漏气，气体可视为理想气体，对于此次充气前打气筒内的气体和篮球内原来的气体，下列说法正确的是（ ）
A．此过程中气体的内能增大
B．此过程中气体分子的平均动能不变
C．此过程中每个气体分子的动能均不变
D．此过程中气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增多
24．春暖花开，公园里的孩子们也活跃开了，又到了七彩氢气球飘飞的季节。已知大气压强随高度增加而降低，外界环境温度的变化忽略不计。有一气球正在缓慢上升（不计气球内气体分子间的势能），则（ ）
A．气球体积增大，球内气体对外界做功
B．气球内气体压强减小，是气体分子平均动能减小造成的
C．气球内气体分子热运动的剧烈程度不变
D．气球上升的过程中，由于克服重力做功，所以球内气体的内能减少
三、非选择题
25．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，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。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，在一标准大气压下，室温27℃可以表示为________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。
26．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3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．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由开尔文创立，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．在一标准大气压下，冰的熔点为_______℃，即为_______ K，水的沸点是______℃，即______ K.
核心素养
学习目标
物理观念
理解状态参量、平衡态温度、热力学温度的概念，理解热力学温度与摄氏温度的区别和联系
科学思维
对比分析平衡态与热平衡之间的关系，知道温度它们是共同的热学性质
科学探究
利用玻璃瓶模拟伽利略的温度计，知道温度计的普遍原理
科学态度
与责任
温度的使用，再次体现了知识转化为生产力为社会服务的生动例子，激发学生学习物理的兴趣