2018-2019学年人教版高中物理选修3-3第七章+分子动理论+第4节+Word版含解析

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　AB
2．(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　BD
3．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 K
C．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。
答案　ACD
2．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　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，必须相同，故D错误。
答案　C
3．(多选)关于热力学温度的下列说法正确的是
A．热力学温度的“0 K”等于－273.15 ℃
B．热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的
C．热力学温度的“0 K”是不可能达到的
D．气体温度可能低于绝对零度
解析　根据T＝t＋273.15 K，热力学温度的0 K相当于摄氏温度的－273.15 ℃，故A正确；T＝t＋273.15 K，热力学温度每升高1 K和摄氏温度每升高1 ℃对应的温度变化是相同的，故B正确；绝对零度是低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，故C正确，D错误。
答案　ABC
4．下列说法正确的是
A．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统的状态变化时，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达到稳定
C．只有处于平衡态的系统才有状态参量
D．两个物体发生热传递时，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，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化，选项A错误；系统处于平衡态或非平衡态，只是状态参量有无变化，因而选项C错误；当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，选项B正确；两个物体发生热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差，故系统处于非平衡态，故选项D正确。
答案　BD
5．(多选)关于热平衡定律理解正确的是
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两系统也达到热平衡
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、丙是热平衡的
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，故选项D错误；选项C中最后只有丙乙平衡，而丙与甲未平衡，故选项C错误；选项A是热平衡定义，选项B符合热平衡定律，故A、B正确。
答案　AB
6．(多选)下列关于热力学温标的说法正确的是
A．1 ℃就是1 K
B．摄氏温度改变1 ℃，相应热力学温度改变1 K，两者是等效的
C．热力学温度大于摄氏温度
D．人体温度37 ℃也可说成310.15 K
解析　热力学温度与摄氏温度是分别用热力学温标和摄氏温标表示的两种温度。两种温标仅是起点不同，在表示温差时1 K等于1 ℃。在表示温度时，它们之间的换算关系为T＝t＋273.15 K。故人的体温t＝37 ℃时，T＝310.15 K。所以四选项中B、D正确，A、C错误。
答案　BD
7．(多选)下列说法正确的是
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
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交换，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，故B错；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。
答案　ACD
二、非选择题(共8分)
8．(8分)你知道1 ℃与1 K是怎样规定的吗？
摄氏温标的间隔是用两个定点确定的。它们是水在一个标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在一个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7－4－2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摄氏度，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℃作单位，常用t表示。 图7－4－2
热力学温标由英国物理学家开尔文创立，把摄氏温标下的－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。
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。
(3)因为T＝t＋273.15 K，所以当t由1 ℃增加到2 ℃时，T就由(1＋273.15) K增加到(2＋273.15) K，升高1 K。
答案　(1)T＝t＋273.15 K　(2)0　273　100　373　(3)1