第2章 第1节温度和温标-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第三册）

人教版新教科书 选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 第1节 温度和温标 练习与应用 1. “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入质量已知、温度已知的水中， 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金属块的比热容。”在这样的叙述中， 哪个地方涉及了“热平衡”的概念？ 【答案】在以上叙述中，有两个地方涉及“热平衡”。第一处是金属块放在沸水中，经过一段时间后，金属块和沸水组成的系统温度相同，这两个系统达到“热平衡。 第二处是将金属块迅速放入质量已知、温度已知的水中，并用温度计测水温，当水温不再升高，这时金属块、水和温度计组成的系统温度相同，它们也达到了“热平衡”。 2. 天气预报某地某日的最高气温是27 ℃， 它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热 力学温度是 2.5 K，它是多少摄氏度？ 【答案】300.15K; -270.65 C 【解析】由T=(+273.15+t)K.得T=(27+273.15)K= 300.15 K; t=(2.5- 273.15) 0C=-270. 65 C。 3. 已知某物理量X与热力学温度T成正比， 请把这个关系式用等式表示出来。现在用摄氏温度t 来表示温度，这个关系式又该怎么写？ 分别画出 X-T 图像和 X-t 图像的草图。 【答案】X=kT: X=k(273.15+t); X-T图像如图2-3所示，X-t图像如图2-4所示。 【解析】设比例系数为k，则X=kT。由T=t+273.15K，可得X=k(273. 15+t)。在直角 坐标系中画出X-T图像和X-t图像，如图2- 3和图2-4所示。 4. 图 2.1-5 甲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（图2.1-5 乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。 请判断 ：如果电池的电动势和内阻都是不变的， 电流表上代表t1、t2 的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？ 根据玻璃管中水面的移动， 可以检测温度的变化。 【答案】t1点标在电流较大的刻度上。 【解析】由R-t图像可知，电阻R随温度t的升高而变大。因为t1点时电阻较小，由于电路的电动势和内阻不变，根据闭合电路的欧姆定律，t1点时电流较大。 第2节 气体的等温变化 1. 在做“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验小组记录了一系列数据。但是，仅就以下表中的两组数据来看，小王和小李却有完全不同的看法：小王认为，这两组数据很好地体现了 p 跟 V 成反比的规律，因为两组数据 p 和 V 的乘积几乎相等；小李却认为，如果把这两组数据在纵坐标轴为 p、横坐标轴为 1/V 的坐标系中描点，这两点连线的延长线将不经过坐标原点，因此这两组数据没有反映 p 跟 V 成反比的规律。对此你有什么看法？ 【答案】小王的说法是错误的。小李的说法是正确的。 【解析】因为两组数据的体积变化量和压强变化量都非常小，即使实验误差非常大，体积和压强的乘积也不会有什么变化，两乘积看起来是相等的。此时，不应该比较体积和压强的数据，而应该比较体积变化量和压强变化量的数据。根据题中的数据，气体的体积变化量等于原体积的1.3%，而压强的变化量却等于后来压强的2.6%（因为后来的压强较小，所以用后来的压强说事），因此，该实验没有反映压强与体积成反比的规律。 若用作P-1/V图像的方法来处理数据，图像中两点连线的斜率描述的是压强变化量和体积变化量的关系。如果这两点的连线明显不通过坐标原点，则表示p、V的实验数据没有体现反比规律，所以小李的说法是正确的。 2. 一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。图2.2-5中的两条等温线，哪条等温线表示的是温度比较高时的情形？请你尝试给出判断，并说明理由。 【答案】 T2>T1; 【解析】理由: 在图中过p轴某点画平行于V轴的辅助线，如图甲。在相同的压强下，体积大的气体温度高，故T2>T1。 或：在图中过V轴某点画平行于p轴的辅助线，如图乙。在相同的体积下，压强大的气体温度高，故T2>T1。 3. 一个足球的容积是2.5 L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125 mL、压强与大气压相同的气体打进足球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？ 实际打气时的情况能够满足你的前提吗？ 【答案】2倍;温度不变;不能满足 【解析】以最终足球内部的气体为研究对象，设大气压为po，在温度不变时，这部分气体在初始状态下，p1=po，V1=2.5 L+0.12520