人教版高中物理选修3-3知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：专题7.4 温度和温标
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-3知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：专题7.4 温度和温标 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 177.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-11-02 17:19:02 | ||
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文档简介
第七章 分子动理论
第4节 温度和温标
知识
一、状态参量与平衡态
1．热力学系统：如果我们研究一箱气体的热学性质，这箱气体是由大量分子组成的一个研究对象，在热学中就叫一个热力学系统，简称________。系统之外与系统发生相互作用的其他物质统称__________。
2．在热学中，为确定系统的状态，也需要用到一些物理量，这些物理量就叫系统的____________。
3．在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到__________状态，即系统内各点的压强和温度不再变化，则这样的系统达到了___________。
二、热平衡与温度
1．温度
（1）宏观上
①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。
②与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。
（2）微观上
①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。
②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。
2．热平衡
（1）如果两个系统相互接触而传热，他们的状态参量发生变化，经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，则两个系统对于传热来说达到了平衡，这种平衡叫_____________。
（2）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___________，这个结论称为热平衡定律。
（3）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，它的特征是一切达到热平衡的系统都具有相同的____________。
（4）两种温标：摄氏温标和热力学温标，关系：T=______________K。
热力学温标表示的温度叫做热力学温度。它是国际单位制中七个_________________之一，用符号T表示，单位开尔文，简称开，符号为K。
3．温度计和温标
（1）温度计
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）温标：定量描述温度的方法。
（3）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℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。
（4）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”。
系统 外界 状态参量 稳定 平衡态
热平衡 热平衡 温度 t＋273.15 基本物理量
重点
摄氏温度与热力学温度
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℃
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K
换算关系
T=t+273.15 K
【例题】关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是
A．热力学温度与摄氏温度的关系是T=t －273.15 K
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20 ℃，即热力学温度为293.15 K
参考答案：CD
基础训练
1．下列有关“温度”的说法中正确的是
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，内能增大，温度一定升高
D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
2．下列关于热力学温度的说法中，正确的是
A．热力学温度的零值等于–273.15 ℃
B．绝对零度是低温的极限，永远达不到
C．1℃就是1 K
D．升高1℃就是升高274.15 K
3．下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的运动
B．两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快
C．热力学温标的最低温度为0 K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一
D．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小
4．下列关于温度的说法正确的是
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．用两种温标表示温度的变化时，两者的数值
C．1 K就是1℃
D．当温度变化1℃时，也可说成温度变化274.15 K
5．下列说法正确的是
A．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为t =T+273.15
D．各个分子的运动都是无规则的、带有偶然性的，但大量分子的运动却有一定的规律
6．关于分子运动，下列说法中正确的是
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．布朗运动图示中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
C．当分子间的距离变小时，分子间斥力和引力的合力可能减小，也可能增大
D．温度越高，布朗运动越剧烈，所以布朗运动也叫做热运动
能力提升
7．下列关于矢量（位移）和标量（温度）的说法中，正确的是
A．两个运动物体的位移大小均为30 m，则这两个位移一定相同
B．做直线运动的两物体的位移，，则
C．温度计读数有正、有负，其正负号表示方向
D．温度计读数的正负号表示温度的高度，不能说表示方向
8．在摄氏温度与热与学温度的换算中，下列哪几种说法是正确的
A．5℃等于278 K
B．升高5℃就是升高278 K
C．降低到5℃就是降低到278 K
D．降低了5℃就是降低了278 K
9．下列说法中正确的是
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C．一定量的100 ℃水变成100 ℃水蒸气，其分子势能增加
D．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
10．关于热力学温标的下列说法中，正确的是
A．热力学温度的每一度的大小与摄氏温度的相同的
B．热力学温度的零度记为0 K，它等于–273.15℃
C．一定质量的气体，当它的温度降低至绝对零度时，气体的压强也应为零
D．C叙述的内容是理论上的推导，实际是达不到的
11．同学们使用了多种测量仪器，各种仪器使用前，首先应弄清楚该仪器的量程、分度值以及零刻度是否到位，再进行测量读数。观察下图，并回答问题：图中体温计的测量范围是35 ℃到 ℃，所测患者的体温是 ℃。
参考答案
1．B【解析】温度反映了大量分子热运动的剧烈程度，选项A错误； 温度是分子平均动能的标志，选项B 正确；温度是分子平均动能的标志，一定质量的某种物质，内能增大，温度不一定升高，如晶体的熔化的过程，故C错误；温度是分子平均动能的唯一标志，是大量的分子的统计规律，不是对每一个分子，故D错误。
【名师点睛】掌握温度是分子平均动能的“唯一”标志，是大量的分子的统计规律，不是对每一个分子，与其他任何因素无关。
2．AB【解析】根据热力学温标零值的规定可知A正确；热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1℃的变化量大小是相等的，但1℃不是1 K，CD错误；绝对零度是低温的极限，只能无限接近而永远不可能达到，B正确。
3．BCD【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的运动的表现，A错误；分子间引力和斥力随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得更快，B正确；热力学温标的最低温度为0 K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一，C正确；在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小，D正确。
【名师点睛】解答本题要知道：固体小颗粒的无规则运动是布朗运动；分子间引力和斥力随分子间距的增大而减小，热力学温标。
6．C【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量液体分子撞击形成的，是液体分子无规则运动反应，故A错误；布朗运动图示中不规则折线表示其运动的无规则性，并非运动轨迹，故B错误；要判断分子力与分子之间距离的变化关系，首先明确分子之间开始距离与r0的关系，如若分子之间距离由无穷远开始变小，分子力变化可能是先增大后减小再增大，故C正确；布朗运动是微小颗粒的运动，而热运动是分子的运动，故D错误。
8．AC 摄氏度温度与热力学温度的换算关系，A对；升高5℃就是升高5 K，B错；降低到5℃就是降低到278 K，C对，D错。
9．ACD【解析】布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，选项A正确；气体的温度升高，分子的平均速率增加，并非每个气体分子运动的速率都增加，选项B错误；一定量的100 ℃水变成100 ℃水蒸气，因吸收热量，分子动能不变，故其分子势能增加，选项C正确；温度是分子平均动能的标志，减弱气体分子热运动的剧烈程度，则气体的温度可以降低；故D正确；故选ACD。
10．ABD 热力学温标亦称“开尔文温标”、“绝对温标”。是由开尔文首先引入的。它是建立在热力学第二定律基础上的一种和测温质无关的理想温标。摄氏度温度与热力学温度的换算关系，热力学温度的每一度的大小与摄氏温度的相同的，AB对；绝对零度不可能达到，C错；D对。
11．42 39
体温计的测量范围是35~42 ℃，分度值是0.1 ℃，液柱指在39上，因此读数为39 ℃。
第4节 温度和温标
知识
一、状态参量与平衡态
1．热力学系统：如果我们研究一箱气体的热学性质，这箱气体是由大量分子组成的一个研究对象，在热学中就叫一个热力学系统，简称________。系统之外与系统发生相互作用的其他物质统称__________。
2．在热学中，为确定系统的状态，也需要用到一些物理量，这些物理量就叫系统的____________。
3．在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到__________状态，即系统内各点的压强和温度不再变化，则这样的系统达到了___________。
二、热平衡与温度
1．温度
（1）宏观上
①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。
②与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。
（2）微观上
①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。
②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。
2．热平衡
（1）如果两个系统相互接触而传热，他们的状态参量发生变化，经过一段时间以后，状态参量就不再变化了，则两个系统对于传热来说达到了平衡，这种平衡叫_____________。
（2）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___________，这个结论称为热平衡定律。
（3）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，它的特征是一切达到热平衡的系统都具有相同的____________。
（4）两种温标：摄氏温标和热力学温标，关系：T=______________K。
热力学温标表示的温度叫做热力学温度。它是国际单位制中七个_________________之一，用符号T表示，单位开尔文，简称开，符号为K。
3．温度计和温标
（1）温度计
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）温标：定量描述温度的方法。
（3）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℃刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。
（4）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”。
系统 外界 状态参量 稳定 平衡态
热平衡 热平衡 温度 t＋273.15 基本物理量
重点
摄氏温度与热力学温度
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℃
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K
换算关系
T=t+273.15 K
【例题】关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是
A．热力学温度与摄氏温度的关系是T=t －273.15 K
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20 ℃，即热力学温度为293.15 K
参考答案：CD
基础训练
1．下列有关“温度”的说法中正确的是
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，内能增大，温度一定升高
D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
2．下列关于热力学温度的说法中，正确的是
A．热力学温度的零值等于–273.15 ℃
B．绝对零度是低温的极限，永远达不到
C．1℃就是1 K
D．升高1℃就是升高274.15 K
3．下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的运动
B．两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快
C．热力学温标的最低温度为0 K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一
D．在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小
4．下列关于温度的说法正确的是
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．用两种温标表示温度的变化时，两者的数值
C．1 K就是1℃
D．当温度变化1℃时，也可说成温度变化274.15 K
5．下列说法正确的是
A．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．热力学温度T与摄氏温度t的关系为t =T+273.15
D．各个分子的运动都是无规则的、带有偶然性的，但大量分子的运动却有一定的规律
6．关于分子运动，下列说法中正确的是
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．布朗运动图示中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
C．当分子间的距离变小时，分子间斥力和引力的合力可能减小，也可能增大
D．温度越高，布朗运动越剧烈，所以布朗运动也叫做热运动
能力提升
7．下列关于矢量（位移）和标量（温度）的说法中，正确的是
A．两个运动物体的位移大小均为30 m，则这两个位移一定相同
B．做直线运动的两物体的位移，，则
C．温度计读数有正、有负，其正负号表示方向
D．温度计读数的正负号表示温度的高度，不能说表示方向
8．在摄氏温度与热与学温度的换算中，下列哪几种说法是正确的
A．5℃等于278 K
B．升高5℃就是升高278 K
C．降低到5℃就是降低到278 K
D．降低了5℃就是降低了278 K
9．下列说法中正确的是
A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C．一定量的100 ℃水变成100 ℃水蒸气，其分子势能增加
D．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
10．关于热力学温标的下列说法中，正确的是
A．热力学温度的每一度的大小与摄氏温度的相同的
B．热力学温度的零度记为0 K，它等于–273.15℃
C．一定质量的气体，当它的温度降低至绝对零度时，气体的压强也应为零
D．C叙述的内容是理论上的推导，实际是达不到的
11．同学们使用了多种测量仪器，各种仪器使用前，首先应弄清楚该仪器的量程、分度值以及零刻度是否到位，再进行测量读数。观察下图，并回答问题：图中体温计的测量范围是35 ℃到 ℃，所测患者的体温是 ℃。
参考答案
1．B【解析】温度反映了大量分子热运动的剧烈程度，选项A错误； 温度是分子平均动能的标志，选项B 正确；温度是分子平均动能的标志，一定质量的某种物质，内能增大，温度不一定升高，如晶体的熔化的过程，故C错误；温度是分子平均动能的唯一标志，是大量的分子的统计规律，不是对每一个分子，故D错误。
【名师点睛】掌握温度是分子平均动能的“唯一”标志，是大量的分子的统计规律，不是对每一个分子，与其他任何因素无关。
2．AB【解析】根据热力学温标零值的规定可知A正确；热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1℃的变化量大小是相等的，但1℃不是1 K，CD错误；绝对零度是低温的极限，只能无限接近而永远不可能达到，B正确。
3．BCD【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的运动的表现，A错误；分子间引力和斥力随分子间距的增大而减小，但斥力比引力减小得更快，B正确；热力学温标的最低温度为0 K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一，C正确；在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小，D正确。
【名师点睛】解答本题要知道：固体小颗粒的无规则运动是布朗运动；分子间引力和斥力随分子间距的增大而减小，热力学温标。
6．C【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量液体分子撞击形成的，是液体分子无规则运动反应，故A错误；布朗运动图示中不规则折线表示其运动的无规则性，并非运动轨迹，故B错误；要判断分子力与分子之间距离的变化关系，首先明确分子之间开始距离与r0的关系，如若分子之间距离由无穷远开始变小，分子力变化可能是先增大后减小再增大，故C正确；布朗运动是微小颗粒的运动，而热运动是分子的运动，故D错误。
8．AC 摄氏度温度与热力学温度的换算关系，A对；升高5℃就是升高5 K，B错；降低到5℃就是降低到278 K，C对，D错。
9．ACD【解析】布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，选项A正确；气体的温度升高，分子的平均速率增加，并非每个气体分子运动的速率都增加，选项B错误；一定量的100 ℃水变成100 ℃水蒸气，因吸收热量，分子动能不变，故其分子势能增加，选项C正确；温度是分子平均动能的标志，减弱气体分子热运动的剧烈程度，则气体的温度可以降低；故D正确；故选ACD。
10．ABD 热力学温标亦称“开尔文温标”、“绝对温标”。是由开尔文首先引入的。它是建立在热力学第二定律基础上的一种和测温质无关的理想温标。摄氏度温度与热力学温度的换算关系，热力学温度的每一度的大小与摄氏温度的相同的，AB对；绝对零度不可能达到，C错；D对。
11．42 39
体温计的测量范围是35~42 ℃，分度值是0.1 ℃，液柱指在39上，因此读数为39 ℃。