内容正文:
第二章 固体、液体和气体
3 温度和温标
基础过关练
题组一 热平衡定律和温度
1.关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是( )
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同的
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
2.下列关于系统是否处于平衡态的说法,正确的是( )
A.将一根铁丝的一端插入100 ℃的水中,另一端插入0 ℃的冰水混合物中,经过足够长的时间,铁丝处于平衡态
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.(2025江苏多校联考)寒冷的冬季,一汽车进入有暖气的车库,一段时间后,轮胎内气体与室内气体达到热平衡,则( )
A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的内能
B.达到热平衡后,轮胎内气体分子的平均动能比室内气体分子的大
C.室内气体每个分子的速率比室外气体所有分子的速率大
D.达到热平衡后,轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大
题组二 温标
4.(多选题)下列关于温度的说法正确的是( )
A.27 ℃相当于301.15 K
B.水的沸点为100 ℃,用热力学温度表示即为373.15 K
C.水从0 ℃升高到100 ℃,用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K
D.温度由摄氏温度t升至2t(t>0 ℃),对应的热力学温度由T升至2T
5.(2024陕西宝鸡期末)实验室有一支读数不准确的温度计,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 ℃时温度计的示数,其中正确的是 ( )
A.41 ℃,60 ℃ B.21 ℃,40 ℃
C.35 ℃,56 ℃ D.35 ℃,36 ℃
6.(多选题)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,某同学在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,下列做法或说法正确的是( )
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 K
D.若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃,即热力学温度277.15 K
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B
2.B
3.D
4.BC
5.C
6.BD
1.B 描述系统的状态参量不止温度一个,仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论,A错误;根据热平衡的定义知,只要温度相同,系统就处于热平衡,两个系统在接触时状态就不会发生变化,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。
2.B 铁丝受到外界因素的影响,并不处于平衡态,只是一种稳定状态,A错误;两物体的温度不同,接触后高温物体会向低温物体传热,系统处于非平衡态,B正确;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,冰水混合物处于非平衡态,C错误;压缩密闭容器中的空气,空气的体积、压强在变化,处于非平衡态,D错误。
导师点睛处理平衡态问题的三个要点
(1)平衡态与热平衡不同,平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡,热平衡指的是两个系统之间没有热量传递。
(2)必须要经过较长一段时间,直到系统内所有状态参量都不随时间变化,这才是平衡态。
3.D 两个系统处于热平衡时,一定具有相同的温度,内能不一定相同,故A错误;达到热平衡后,轮胎内气体的温度与室内气体的温度相同,则轮胎内气体分子的平均动能与室内气体分子的相同,故B错误;根据气体分子运动速率分布规律可知,在不同温度下,各种速率的分子都存在,室内气体每个分子的速率不一定比室外气体所有分子的速率大,故C错误;达到热平衡后,轮胎内气体的温度升高,分子的平均动能变大,轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大,故D正确。
4.BC 根据T=t+273.15 K,可知27 ℃相当于T=(27+273.15) K=300.15 K,A错误;100 ℃相当于T=(100+273.15) K=373.15 K,B正确;0 ℃相当于T=(0+273.15) K=273.15 K,且100 ℃相当于T=(100+273.15) K=373.15 K,可知水从0 ℃升高到100 ℃,用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K,C正确;温度为t相当于T=(t+273.15) K,温度为2t相当于T'=(2t+273.15)K,可知T'≠2T,故温度由摄氏温度t升至2t(t>0 ℃),对应的热力学温度不是由T升至2T,D错误。故选B、C。
5.C 此温度计每一格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 ℃,故选C。
6.BD 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,但因隔着冰面无法直接读数,若把温度计从水中取出来后再读数,显示的也不再是原热平衡状态下的温度,A错误,B正确;根据T=t+273.15 K=(4+273.15) K=277.15 K,C错误,D正确。
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