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人教版高中物理新教材同步讲义选修第三册 第2章 1 温度和温标（含解析）
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这是一份人教版高中物理新教材同步讲义选修第三册 第2章 1 温度和温标（含解析），共9页。
1 温度和温标[学习目标] 1.知道系统的状态参量及平衡态.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：由大量分子组成的系统叫作热力学系统，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：在热学中，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：一个热力学系统，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．二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡．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，表征“共同的热学性质”的物理量．4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度．三、温度计与温标1．确定一个温标的方法(1)选择一种测温物质．(2)了解测温物质用以测温的某种性质．(3)确定温度的零点和分度的方法．2．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，每份算作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.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、压强和温度等．( √ )(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)若某地的最高气温是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、状态参量与平衡态导学探究(1)在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的坐标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)一根长铁丝，一端插入100 ℃的沸水中，另一端放入0 ℃恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？答案 (1)体积、压强和温度 (2)这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响．知识深化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，系统所有状态参量(压强、体积和温度)都不随时间变化．(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 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．处于平衡态的热力学系统，分子的热运动停止答案 B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都存在状态参量，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；处于平衡态的热力学系统，分子仍在不停地做无规则热运动，选项D错误．二、热平衡与温度导学探究(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．知识深化1．平衡态与热平衡的区别和联系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)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．例3 (多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙充分接触一段时间后分开，再将乙和丙充分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传热，不接触时与外界没有传热，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传热，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．三、温度计与温标导学探究如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测温物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？答案 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．知识深化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)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．常见温度计及其原理3.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)(2021·云南玉溪第二中学高二期中)下列关于热力学温度的说法中正确的是( )A．－33 ℃＝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t＋273 K答案 AB解析 由T＝273 K＋t可知，－33 ℃相当于240 K，A正确；由T＝273 K＋t，可知ΔT＝Δt，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，C错误；初态温度为273 K＋t，末态温度为273 K＋2t，热力学温度也升高了t，D错误．例5 (多选)(2022·南阳市高二月考)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．考点一 平衡态与热平衡1．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、压强稳定，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．2．(多选)(2022·吉林市江城中学高二月考)下列各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．刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐D．一瓶放在房间中很久的84消毒液答案 ABD解析 系统处于平衡态时，其状态参量不变，铜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A、B正确；刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度与环境温度未达到相同，则未处于平衡态，故C错误；一瓶放在房间中很久的84消毒液，与环境温度相同，则处于平衡态，故D正确．3．(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．温度是判断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答案 BCD解析 热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故选项A错误，C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达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故选项B、D正确．4．(2021·上海市高桥中学高二期中)温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，相同的物理量是( )A．内能 B．分子势能C．分子平均动能 D．热量答案 C解析 温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，温度相同，即分子平均动能相同，故选C.5．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答案 B解析 一般来说，描述系统的状态参量不只温度一个，根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；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；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．考点二 温度、温度计与温标6．关于温度，下列说法中正确的是( )A．0 K即0 ℃B．分子运动越剧烈，每个分子的温度越高C．温度是分子热运动剧烈程度的宏观反映D．温度越高的物体的内能一定越大答案 C解析 0 K是绝对零度，是一切低温的极限，为－273.15 ℃，A错误；温度是分子平均动能的表现，是大量分子的统计量，对单个分子无意义，故B错误；温度是分子热运动剧烈程度的宏观反映，故C正确；温度越高的物体的内能不一定越大，物体的内能还与体积、物质的量及物态有关，故D错误．7．(多选)下列关于摄氏温标和热力学温标的说法正确的是( )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，两者的数值相等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答案 AB解析 中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标，A正确；两者的关系为T＝t＋273.15 K，所以用两者表示温度的变化时，两者的数值相等，B正确；当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化1 K，不能说1 K就是1 ℃，只能是1开尔文的温差等于1摄氏度的温差，C、D错误．8．气体初始温度为27 ℃，升高了20 ℃.则初始温度和温度变化量用热力学温标可分别表示为( )A．27 K,20 K B．300 K,20 KC．27 K,293 K D．300 K,293 K答案 B解析 气体初始温度为27 ℃，根据摄氏温标与热力学温标的关系T＝t＋273 K，可得气体初始温度用热力学温标表示为：T＝(t＋273)K＝300 K．温度升高了ΔT＝20 K．故B正确，A、C、D错误．9．冬天，内蒙古的气温最低可达－42 ℃，为了测量那里的气温应选用(已知水银的熔点是－39.3 ℃；酒精的熔点是－114 ℃)( )A．水银温度计 B．酒精温度计C．水温度计 D．上述温度计均可答案 B解析 水银的熔点是－39.3 ℃，低于－39.3 ℃时水银会凝固．而酒精的熔点是－114 ℃.水在零度就结冰，所以只能选B.10．(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．11.(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( )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，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． 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
1 温度和温标[学习目标] 1.知道系统的状态参量及平衡态.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：由大量分子组成的系统叫作热力学系统，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：在热学中，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：一个热力学系统，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．二、热平衡与温度1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡．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，表征“共同的热学性质”的物理量．4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度．三、温度计与温标1．确定一个温标的方法(1)选择一种测温物质．(2)了解测温物质用以测温的某种性质．(3)确定温度的零点和分度的方法．2．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，每份算作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.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、压强和温度等．( √ )(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)若某地的最高气温是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、状态参量与平衡态导学探究(1)在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的坐标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)一根长铁丝，一端插入100 ℃的沸水中，另一端放入0 ℃恒温源中，经过足够长的时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？答案 (1)体积、压强和温度 (2)这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响．知识深化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，系统所有状态参量(压强、体积和温度)都不随时间变化．(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 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．处于平衡态的热力学系统，分子的热运动停止答案 B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都存在状态参量，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；处于平衡态的热力学系统，分子仍在不停地做无规则热运动，选项D错误．二、热平衡与温度导学探究(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．知识深化1．平衡态与热平衡的区别和联系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)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．例3 (多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙充分接触一段时间后分开，再将乙和丙充分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传热，不接触时与外界没有传热，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传热，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．三、温度计与温标导学探究如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测温物质制成的，当外界温度越高时，细管内的水柱越高吗？答案 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．知识深化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)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．常见温度计及其原理3.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)(2021·云南玉溪第二中学高二期中)下列关于热力学温度的说法中正确的是( )A．－33 ℃＝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t＋273 K答案 AB解析 由T＝273 K＋t可知，－33 ℃相当于240 K，A正确；由T＝273 K＋t，可知ΔT＝Δt，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，C错误；初态温度为273 K＋t，末态温度为273 K＋2t，热力学温度也升高了t，D错误．例5 (多选)(2022·南阳市高二月考)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．考点一 平衡态与热平衡1．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、压强稳定，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．2．(多选)(2022·吉林市江城中学高二月考)下列各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．刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐D．一瓶放在房间中很久的84消毒液答案 ABD解析 系统处于平衡态时，其状态参量不变，铜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A、B正确；刚刚放在教室中2分钟的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度与环境温度未达到相同，则未处于平衡态，故C错误；一瓶放在房间中很久的84消毒液，与环境温度相同，则处于平衡态，故D正确．3．(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．温度是判断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答案 BCD解析 热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故选项A错误，C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达到热平衡，则A的温度等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故选项B、D正确．4．(2021·上海市高桥中学高二期中)温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，相同的物理量是( )A．内能 B．分子势能C．分子平均动能 D．热量答案 C解析 温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，温度相同，即分子平均动能相同，故选C.5．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答案 B解析 一般来说，描述系统的状态参量不只温度一个，根据平衡态的定义知所有性质都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；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；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．考点二 温度、温度计与温标6．关于温度，下列说法中正确的是( )A．0 K即0 ℃B．分子运动越剧烈，每个分子的温度越高C．温度是分子热运动剧烈程度的宏观反映D．温度越高的物体的内能一定越大答案 C解析 0 K是绝对零度，是一切低温的极限，为－273.15 ℃，A错误；温度是分子平均动能的表现，是大量分子的统计量，对单个分子无意义，故B错误；温度是分子热运动剧烈程度的宏观反映，故C正确；温度越高的物体的内能不一定越大，物体的内能还与体积、物质的量及物态有关，故D错误．7．(多选)下列关于摄氏温标和热力学温标的说法正确的是( )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，两者的数值相等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答案 AB解析 中学常用的两种表示温度的方法就是摄氏温标和热力学温标，A正确；两者的关系为T＝t＋273.15 K，所以用两者表示温度的变化时，两者的数值相等，B正确；当温度变化1 ℃时，也可说成温度变化1 K，不能说1 K就是1 ℃，只能是1开尔文的温差等于1摄氏度的温差，C、D错误．8．气体初始温度为27 ℃，升高了20 ℃.则初始温度和温度变化量用热力学温标可分别表示为( )A．27 K,20 K B．300 K,20 KC．27 K,293 K D．300 K,293 K答案 B解析 气体初始温度为27 ℃，根据摄氏温标与热力学温标的关系T＝t＋273 K，可得气体初始温度用热力学温标表示为：T＝(t＋273)K＝300 K．温度升高了ΔT＝20 K．故B正确，A、C、D错误．9．冬天，内蒙古的气温最低可达－42 ℃，为了测量那里的气温应选用(已知水银的熔点是－39.3 ℃；酒精的熔点是－114 ℃)( )A．水银温度计 B．酒精温度计C．水温度计 D．上述温度计均可答案 B解析 水银的熔点是－39.3 ℃，低于－39.3 ℃时水银会凝固．而酒精的熔点是－114 ℃.水在零度就结冰，所以只能选B.10．(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．11.(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( )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，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． 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
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