2.1温度和温标（分层训练）-【大单元教学】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第三册）

选择性必修三（人教版2019）物理大单元设计 第二单元 气体、固体和液体 2.1 温度和温标 [基础达标练] 知识点1 平衡态与热平衡 1．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（　　） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．温度计示数先下降后上升 2．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调1min内教室内的气体处于平衡态 B．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 3．下列有关热平衡的说法，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两个系统的问题 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 知识点2 温度计与温标 4．气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示为（　　） A．初始温度为27K，升高了20K B．初始温度为300.15K，升高了20K C．初始温度为27K，升高了293.15K D．初始温度为300.15K，升高了293.15K 5．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（  ） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．的温度可用热力学温度粗略地表示为273K C．温度升高了1就是升高了1K 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 6．图是四种测液体温度的方法，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 知识点3 气体状态参量 7．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上静止，汽缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，小明在实验课上自制一个气压计：他先在一个瓶子中装入适量带颜色的水，再取一根两端开口的透明细玻璃管，在管壁画上刻度，穿过橡皮塞插入水中，从管口向瓶内吹入少量的气体，水沿玻璃管上升到瓶口以上。关于自制气压计，下列说法正确的是（    ） A．大气压在数值上等于玻璃管内水柱产生的压强 B．小明提着瓶子从一楼到楼顶，玻璃管内水柱高度逐渐升高 C．小明提着瓶子从一楼到楼顶，瓶内气体压强始终小于外界大气压 D．若瓶外是标准大气压，则瓶子内外的气压差为105 Pa 9．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．56cmHg B．76cmHg C．96cmHg D．条件不足，无法求得 10．如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A．2cm B．8cm C．10cm D．4cm [能力提升练] 11．（多选）如图所示，左右两管水银面一样高，左右两管的水银面分别在管壁A点和B点位置，两管下面用橡皮管连接，则下列说法中正确的是（　　） A．在右管向上提的过程中，右管水银面将高于管壁B点 B．在右管向上提的过程中，右管水银面将低于管壁B点 C．在右管向下移的过程中，右管水银面将高于管壁B点 D．在右管向下移的过程中，左管水银面将低于管壁A点 12．（多选）若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．甲图中密闭气体的压强大小是 B．乙图中密闭气体的压强大小是 C．丙图中密闭气体的压强大小是 D．丁图中密闭气体的压强大小是 13．（多选）如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为60°，A支管中有一段长为h=8cm的水银柱保持静止。已知大气压强为p0=76cmHg，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高4cm B．B管内水银面比管外水银面低4cm C．管内封闭气体的压强为68cmHg D．管内封闭气体的压强为72cmHg 14．（多选）下列有关热平衡的说法，不正确的是（　　） 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 15．（多选）热力学系统的平衡态是一种（　　） A．定态平衡 B．动态平衡 C．分子已经不动 D．分子仍做无规则运动 16．（多选）下列关于热力学温度的说法中正确的是（　　） A． B．温度变化，也就是温度变化 C．水的沸点为，用热力学温度表示即为 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 [高频考题实战练] 17．（多选）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 18．（多选）如图所示，用弹簧秤拉着一支薄壁玻璃试管，将它的开口向下插在水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度均不计，此时弹簧秤的示数等于（　　） A．进入试管内的H高水银柱的重力 B．外部大气与内部空气对试管底部的压力之差 C．试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力 D．上面A、C所述的两个数值之差 19．（多选）如图，在沿水平方向以加速度a=1m/s2匀加速行驶的车厢中，斜靠着与水平方向成α=37°角的汽缸。一质量m=2kg、横截面积S=10cm2的光滑活塞，将一定质量的气体封闭在汽缸内，并与汽缸保持相对静止。已知大气压强为p0=1×105Pa。下列说法正确的是（ ） A．汽缸对活塞的弹力为16N B．汽缸对活塞的弹力为17.2N C．汽缸内气体的压强为1.1×105Pa D．汽缸内气体的压强为2.8×105Pa 20．（多选）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．气体的温度越高，每个气体分子的动能越大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 选择性必修三（人教版2019）物理大单元设计 第二单元 气体、固体和液体 2.1 温度和温标 [基础达标练] 知识点1 平衡态与热平衡 1．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（　　） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．温度计示数先下降后上升 【答案】D 【解析】由于温度计上的酒精蒸发，带走热量，温度计的示数下降，然后再测量环境温度，升回25℃，所以温度计的示数先下降后上升。 故选D。 2．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调1min内教室内的气体处于平衡态 B．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 【答案】B 【解析】A．开空调1min内教室内的气体温度、体积均要变化，故不是平衡态，故A错误； B．两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，故B正确； C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，故不是平衡态，故C错误； D．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，故不是平衡态，故D错误。 故选B。 3．下列有关热平衡的说法，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两个系统的问题 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 【答案】C 【解析】A．处于热平衡状态的两个系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，热平衡状态可能被破坏，故A错误； B．热平衡定律可以研究三个系统，对三个以上的系统也适用，故B错误； C．如果两个系统彼此接触而状态参量不再变化，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，故C正确； D．两个系统处于热平衡时，它们的温度一定相同，温度相同是达到热平衡的标志，故D错误。 故选C。 知识点2 温度计与温标 4．气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示为（　　） A．初始温度为27K，升高了20K B．初始温度为300.15K，升高了20K C．初始温度为27K，升高了293.15K D．初始温度为300.15K，升高了293.15K 【答案】B 【解析】气体初始温度为27℃，摄氏温度与热力学温度的关系是 可知气体初始温度用热力学温标表示 升高了 故选B。 5．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（  ） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．的温度可用热力学温度粗略地表示为273K C．温度升高了1就是升高了1K 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 【答案】D 【解析】A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，故A正确，不符合题意； B．热力学温标与摄氏温标两者大小关系为 T=t+273.15K 因此的温度可用热力学温度粗略地表示为273K，故B正确，不符合题意； C．温度升高了1就是升高了1K，故C正确，不符合题意； D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，但是两者大小关系为 T=t+273.15K 可以进行转换，所以两者表示的温度可以换算单位之后进行比较，故D错误，符合题意。 故选D。 6．图是四种测液体温度的方法，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与器壁或容器底接触。 故选D。 知识点3 气体状态参量 7．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上静止，汽缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】以缸套为研究对象，有 所以封闭气体的压强 故选C。 8．如图所示，小明在实验课上自制一个气压计：他先在一个瓶子中装入适量带颜色的水，再取一根两端开口的透明细玻璃管，在管壁画上刻度，穿过橡皮塞插入水中，从管口向瓶内吹入少量的气体，水沿玻璃管上升到瓶口以上。关于自制气压计，下列说法正确的是（    ） A．大气压在数值上等于玻璃管内水柱产生的压强 B．小明提着瓶子从一楼到楼顶，玻璃管内水柱高度逐渐升高 C．小明提着瓶子从一楼到楼顶，瓶内气体压强始终小于外界大气压 D．若瓶外是标准大气压，则瓶子内外的气压差为105 Pa 【答案】B 【解析】A．设大气压强为p0，水柱高为h，瓶内气体压强为 解得    A错误； B．根据，小明提着瓶子从一楼到楼顶，封闭气体的压强不变，大气压强减小，玻璃管内水柱高度逐渐升高，B正确； C．根据，小明提着瓶子从一楼到楼顶，瓶内气体压强始终大于外界大气压，C错误； D．根据 解得 D错误。 故选B。 9．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．56cmHg B．76cmHg C．96cmHg D．条件不足，无法求得 【答案】C 【解析】管内气体的压强为 p=p0+ρgh=76cmHg +20cmHg=96cmHg 故选C。 10．如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A．2cm B．8cm C．10cm D．4cm 【答案】A 【解析】如下图所示 由于大气压强为76cmHg，而左侧管中气柱上方的水银高10cm，则左侧管中的气体压强为 又 则气柱底与右侧水银柱的高度差为 所以则两边水银面的高度差为 故选A。 [能力提升练] 11．（多选）如图所示，左右两管水银面一样高，左右两管的水银面分别在管壁A点和B点位置，两管下面用橡皮管连接，则下列说法中正确的是（　　） A．在右管向上提的过程中，右管水银面将高于管壁B点 B．在右管向上提的过程中，右管水银面将低于管壁B点 C．在右管向下移的过程中，右管水银面将高于管壁B点 D．在右管向下移的过程中，左管水银面将低于管壁A点 【答案】BCD 【解析】AB．原来左管上方气体压强等于大气压，在右管向上提的过程中，如果右管水银面仍在B点，取软管最低点分析，则右侧的压强大，则水银向左移动，所以左管的液面上升，右管的水银面将低于管壁B点，故A错误，B正确； CD．在右管下移过程中，如果右管水银面仍在B点，取软管最低点分析，左侧的压强大，则水银向右移动，所以左管液面下降，左管的水银面将低于管壁A点；右管的水银面将高于管壁B点，故CD正确。 故选BCD。 12．（多选）若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．甲图中密闭气体的压强大小是 B．乙图中密闭气体的压强大小是 C．丙图中密闭气体的压强大小是 D．丁图中密闭气体的压强大小是 【答案】AD 【解析】A．甲图中根据受力平衡可得 可得甲图中密闭气体的压强大小为 故A正确； B．乙图中根据受力平衡可得 可得乙图中密闭气体的压强大小为 故B错误； C．丙图中根据受力平衡可得 可得丙图中密闭气体的压强大小为 故C错误； D．丁图中，以A液面为对象，根据受力平衡可得 可得丁图中密闭气体的压强大小为 故D正确。 故选AD。 13．（多选）如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为60°，A支管中有一段长为h=8cm的水银柱保持静止。已知大气压强为p0=76cmHg，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高4cm B．B管内水银面比管外水银面低4cm C．管内封闭气体的压强为68cmHg D．管内封闭气体的压强为72cmHg 【答案】AD 【解析】以A管中的水银为研究对象，则有 所以B管内压强为 且B管内封闭气体的压强比大气压强小，B管内水银面比管外水银面高 故选AD。 14．（多选）下列有关热平衡的说法，不正确的是（　　） 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 【答案】ABD 【解析】A．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，符合题意； B．热平衡定律对多个系统也适用，故B错误，符合题意； C．由热平衡的意义可知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，故C正确，不符合题意； D．温度相同是热平衡的标志，故D错误，符合题意。故选ABD。 15．（多选）热力学系统的平衡态是一种（　　） A．定态平衡 B．动态平衡 C．分子已经不动 D．分子仍做无规则运动 【答案】BD 【解析】热力学系统的平衡态是大量分子的平均效果，是动态平衡；从宏观上看，系统的温度、压力、内能等物理量保持不变，但组成系统的大量分子仍在做无规则的热运动。 故选BD。 16．（多选）下列关于热力学温度的说法中正确的是（　　） A． B．温度变化，也就是温度变化 C．水的沸点为，用热力学温度表示即为 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 【答案】ABC 【解析】A．热力学温度与摄氏温度的关系为，则可知相当于，故A项正确； B．由，可知，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化，也就是温度变化，故B项正确； C．根据，可知相当于热力学温度，故C项正确； D．初态温度为对应热力学温度为，末态温度为对应热力学温度为，则对应的热力学温度升高了，故D项错误。 故选ABC。 [高频考题实战练] 17．（多选）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 【答案】AC 【解析】A．由T=t＋273.15K知 A正确； B．摄氏温度可取负值，但热力学温度没有负值，B错误； C．由ΔT=Δt知，温度变化1℃，也就是温度变化1K，C正确； D．温度由t升高到2t，摄氏温度升高了t，热力学温度也升高了t，D错误。 故选AC。 18．（多选）如图所示，用弹簧秤拉着一支薄壁玻璃试管，将它的开口向下插在水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度均不计，此时弹簧秤的示数等于（　　） A．进入试管内的H高水银柱的重力 B．外部大气与内部空气对试管底部的压力之差 C．试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力 D．上面A、C所述的两个数值之差 【答案】BC 【解析】隔离试管，受三个力作用，外部大气对管顶的压力，内部气体对管顶的压力，弹簧秤向上的拉力，平衡时有 F＋pS=p0S 内部压强为 p=p0-ρgh 可得 F=p0S-pS=ρghS 故选BC。 19．（多选）如图，在沿水平方向以加速度a=1m/s2匀加速行驶的车厢中，斜靠着与水平方向成α=37°角的汽缸。一质量m=2kg、横截面积S=10cm2的光滑活塞，将一定质量的气体封闭在汽缸内，并与汽缸保持相对静止。已知大气压强为p0=1×105Pa。下列说法正确的是（ ） A．汽缸对活塞的弹力为16N B．汽缸对活塞的弹力为17.2N C．汽缸内气体的压强为1.1×105Pa D．汽缸内气体的压强为2.8×105Pa 【答案】BC 【解析】对活塞受力分析如图 竖直方向 水平方向 联立解得 ， 故选BC。 20．（多选）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．气体的温度越高，每个气体分子的动能越大 【答案】BC 【解析】A．布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反应，故A不符合题意； 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，故B符合题意； C．热力学温标的最低温度为0K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一，故C符合题意； D．气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，平均速率越高，满足气体分子的速率分布率，并非每个气体分子的动能越大，故D不符合题意。 故选BC。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$