内容正文:
[课下巩固训练(五)] 温度和温标
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(选择题每题5分,非选择题每题10分,建议用时:40分钟)
【基础应用题】
1.如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各部分的( )
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
解析:选A。如果一个系统达到了平衡态,则系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等都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“凝固”状态,故A正确。
2.(多选)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
D.一瓶放在房间中很久的84消毒液
解析:选ABD。冰水混合物处在0 ℃环境中,铜块放在沸水中加热足够长的时间,冰水混合物和铜块的状态参量都不再变化,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,它的温度与环境温度未达到相同,还要进行热传递,处于非平衡态,故C错误;一瓶放在房间中很久的84消毒液,它的温度与环境温度相同,其状态参量不再随时间发生变化,处于平衡态,故D正确。
3.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
解析:选C。温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,温度相同,则分子平均动能相同,故C正确。
4.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零下271摄氏度,则该温度用热力学温标来表示约为( )
A.2 K B.271 K
C.6 K D.0.1 K
解析:选A。已知t=-271 ℃,根据热力学温度与摄氏温度的关系T=t+273 K可得T=2 K,故A正确。
5.根据图判断,人们选择的温度计中的测量物质及其依据是( )
A.水,水的密度小
B.水,水的密度出现异常现象
C.汞,汞的密度大
D.汞,汞的密度与温度呈规则的线性关系
解析:选D。由题图知,水的密度和温度关系的曲线是不规则曲线,如果选水为测温物质,则温度计刻度不均匀;汞的密度随温度的变化呈规则的线性关系,选汞为测温物质,温度计刻度均匀,故D正确。
【综合提升题】
6.(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.温度是决定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
解析:选BCD。达到热平衡的系统都具有相同的温度,无法确定它们是否具有相同的热量,故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处于热平衡,则A、B两系统也处于热平衡,且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B、D正确。
7.关于热力学温度,下列说法中正确的是( )
A.-33 ℃与240.15 K表示不同的温度
B.摄氏温度与热力学温度都不可能取负值
C.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K
D.温度由t升至2t,对应的热力学温度升高了273.15 K+t
解析:选C。由T=t+273.15 K可知,-33 ℃与240.15 K表示相同的温度,A错误;因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,但摄氏温度可取负值,B错误;由T=t+273.15 K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,C正确;初态热力学温度为273.15 K+t,末态为273.15 K+2t,故温度升高了t,D错误。
8.浙江金华6月某天的最高温度为36 ℃,最低温度为27 ℃,用热力学温标来表示金华这一天的最高温度和最大温差分别为(取0 ℃=273 K)( )
A.36 K;9 K B.309 K;9 K
C.36 K;300 K D.309 K;282 K
解析:选B。最高温度和最低温度分别为T1=273 K+t1=(273+36) K=309 K,T2=273 K+t2=(273+27) K=300 K,最大温差为ΔT=T1-T2=309 K-300 K=9 K,故B正确。
9.实验室有一支读数不准确但刻度均匀的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃,下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时对应的温度计的示数,其中正确的是( )
A.41 ℃,60 ℃ B.21 ℃,40 ℃
C.35 ℃,56 ℃ D.35 ℃,36 ℃
解析:选C。此温度计每一刻度表示的实际温度为 ℃= ℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21(格),对应的实际温度应为21× ℃=35 ℃,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20 ℃开始,上升格数为=36(格),它的示数应为(36+20) ℃=56 ℃,故C正确。
10.图甲为某金属丝的电阻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(如图乙所示),用这段金属丝作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,于是就得到一个最简单的电阻温度计,假设电池的电动势和内阻都是不变的。
(1)电流大时对应的温度高还是低?
(2)t1与t2哪个点对应的电流更大些?
解析:(1)由闭合电路欧姆定律可得I=,若R较小,则对应的I较大,故电流大对应的温度低。
(2)t1对应的电阻小,则电流大,故t1点对应的电流更大些。
答案:(1)低 (2)t1
【创新拔高题】
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
[创新空间]伽利略的温度计
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。使用时,先用手把玻璃泡捂热,然后把玻璃管竖直插入水中,管中便会形成一段水柱。当外界的温度上升或下降时,玻璃泡中气体的压强就会增加或减小,管中的水柱也会相应下降或上升。在玻璃管上标识上刻度,便可以指示温度了。
解析:选ABC。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。
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