高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 温度和温标复习练习题

课时跟踪训练（五）  温度和温标

A级—双基达标

1．[多选]关于系统的状态参量，下列说法正确的是(　　)

A．描述运动物体的状态可以用压强等参量

B．描述系统的力学性质可以用压强来描述

C．描述气体的性质可用温度、体积等参量

D．温度能描述系统的热学性质

解析：选BCD　描述运动物体的状态可以用速度、加速度、位移等参量，A错；描述系统的力学性质可以用压强、电场强度、磁感应强度等来描述，B对；描述气体的性质可用温度、体积、压强等参量，C对；温度是用来描述物体冷热程度的物理量，可以描述系统的热学性质，D对。

2．物体内分子运动的快慢与温度有关，在0 ℃时物体内分子的运动状态是(　　)

A．仍然是运动的   B．处于静止状态

C．处于相对静止状态   D．大部分分子处于静止状态

解析：选A　根据分子热运动的基本规律可知，组成物体的分子在永不停息地做无规则运动，任何物体的分子在任何温度下都是运动的，在0 ℃时物体内的分子的运动状态是运动的，A选项正确，B、C、D选项错误。

3．[多选]关于热力学温度，下列说法中正确的是(　　)

A．－33 ℃与240 K表示同一温度

B．温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K

C．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273 K＋t

解析：选AB　本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系：T＝273 K＋t。由此可知－33 ℃与240 K表示同一温度，A、B正确；D中热力学温度初态为273 K＋t，末态为273 K＋2t，温度变化t K，故D错；对于摄氏温度可取负值的范围为－273 ℃至0 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错。

4．[多选](2020·榆林高二检测)下列物体中处于平衡态的是(　　)

A．冰水混合物处在1 ℃的环境中

B．将一铝块放入沸水中加热较长的时间

C．冬天刚打开空调的教室内的气体

D．用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间

解析：选BD　冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量，温度升高，不是平衡态，A错误；当铝块放在沸水中足够长的时间，铝块各部分的温度都与沸水的温度相同，达到平衡态，B正确；同理可知D也正确；冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同，不是平衡态，C错误。

5．[多选]下列关于热平衡定律的理解，正确的是(　　)

A．两系统的温度相同时，才能达到热平衡

B．A、B两系统分别与C系统达到热平衡，则A、B两系统处于热平衡

C．甲、乙、丙物体温度不相等，先把甲、乙接触，最终达到热平衡，再将丙与乙接触最终也达到热平衡，则甲、丙也处于热平衡

D．热平衡时，两系统的温度相同，压强、体积也一定相同

解析：选AB　两个系统热平衡的标志是它们温度相同，但压强、体积不一定相同，故A、B正确，C、D错误。

6．小明自定一种新温标p，他将冰点与沸点等分为200格，且将冰点的温度定为50 p。今小明测量一杯水的温度为150 p时，则这杯水的摄氏温度为(　　)

A．30 ℃   B．40 ℃

C．50 ℃   D．60 ℃

解析：选C　新温标把冰点和沸点等分为200格，则每一格对应的摄氏温度为0.5 ℃，冰点的温度定为50 p，测量一杯水的温度为150 p，则水的温度比冰点温度高100 p，对应摄氏温度为Δt＝0.5 ℃×100＝50 ℃，即这杯水的摄氏温度为50 ℃，故C正确。   

7.

[多选]伽利略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性质制造的

解析：选CD　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，该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制造的，故A、B错误，C、D正确。

8．[多选]关于温度和测量温度的依据，下列说法正确的是(　　)

A．温度宏观上反映物体的冷热程度，我们感觉冷的物体温度低

B．当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时，则A物体与B物体之间也处于热平衡状态

C．当甲、乙两物体达到热平衡时，甲、乙两物体的温度相同

D．热平衡是温度计测量温度的依据

解析：选BCD　温度宏观上反映物体的冷热程度，但并不是感觉冷的物体温度就低，人体感受的物体冷热程度，一方面取决于被感受的物体的温度，另一方面还与被感受物体单位时间内吸收或放出的热量的多少有关，A错误；由热平衡定律可知，B正确；只要两个系统温度相同且不再发生变化，它们就处于热平衡状态，所以C、D正确。

9.

小明在家制作了简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时，水柱位置将上下移动。当有色水柱下端分别与D和A对齐时，温度分别为20 ℃和80 ℃。A、D间刻度均匀分布。由图可知，图中有色水柱下端所示温度为多少？

解析：由题图知A、D间共有15个格，每个格表示温度为 ℃＝4  ℃

有色水柱的下端离D点3个格，即对应3×4 ℃＝12  ℃，

所以温度为t＝(20＋12)℃＝32 ℃。

答案：32 ℃

B级—选考提能

10．根据下图判断，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　由于水的密度和温度关系的图线是不规则曲线，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀，故D选项正确。

11．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1标准大气压下沸水的温度时，其读数为80 ℃。下列分别是该温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时该温度计的示数，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，对应的实际温度应为21× ℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从示数20开始上升格数为＝36，它的示数为36 ℃＋20 ℃＝56 ℃，所以C正确。

12.

2020年初，全国各地爆发新型冠状病毒疫情，全国硕士研究生招生考试开考，为防止传染，某考区所有考生入场前都要填写一张考生健康申请表并接受现场体温测试，如图，考生体温超过37 ℃将被安排进单独考场。有一支示数为37.2 ℃的水银体温计，如果直接用来先后测量实际体温为36.8 ℃和37.4 ℃的甲、乙两位考生的体温，则测量甲的体温时，体温计的示数为多少？测量乙的体温时，体温计的示数为多少？为什么？

解析：体温计可以离开人体读数，但读数完毕后，若不拿住体温计的上部用力向下甩，升上去的水银就不能自动退回到玻璃泡中(红外线温度计不能用力甩，也不需要甩)。综上所述，用未经甩过的体温计测体温时其示数只能上升，不会下降(保持原示数)。

答案：37.2 ℃　37.4 ℃　原因见解析

章末综合检测（一）  分子动理论

(时间：90分钟　满分：100分)

一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)

1．有关“温度”的理解，下列说法中正确的是(　　)

A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度

B．温度是分子平均动能的标志

C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高

D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大

解析：选B　温度是分子平均动能大小的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度反映，A、D错误，B正确；温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，如冰融化为同温度的水，C错误。

2．“破镜难圆”的原因是(　　)

A．玻璃分子间的斥力比引力大

B．玻璃分子间不存在分子力的作用

C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零

D．两块碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零

解析：选D　破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起，D正确。

3．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是(　　)

A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

解析：选C　当r>r0时，分子力表现为引力，随着分子之间距离的增大，分子力先增大后减小，而分子势能一直增大，故A、B错误；当r<r0时，分子力表现为斥力，随着分子之间距离的减小，分子力增大，分子势能也增大，故C正确，D错误。

4．近年来人们发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1 nm(纳米)＝10－9 m，边长为1 nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近下面的哪一个数值(　　)

A．102　　　　　　　　　 B．103

C．106   D．109

解析：选B　边长为1 nm的立方体体积为V＝10－27 m3，一个氢分子的体积的数量级为10－30 m3，所容纳的液态氢分子的个数约为10－27÷10－30＝103，故选B。

5．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1，一年按365天算)(　　)

A．10年   B．1千年

C．10万年   D．1千万年

解析：选C　1 g水所含水分子的个数为×6×1023，要数完这些水分子个数所需时间为t＝ 年≈1.3×105年，故选项C正确。

6.

玻璃杯中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则玻璃杯内(　　)

A．冰分子的平均动能大于水分子的平均动能

B．水分子的平均动能等于冰分子的平均动能

C．一个水分子的动能一定大于一个冰分子的动能

D．一个水分子的动能一定等于一个冰分子的动能

解析：选B　冰水混合物温度为0 ℃，冰、水温度相同，二者分子平均动能相同，故选项A错误，B正确；相同温度的冰和水内个别分子的动能是随时变化的，比较个别分子的动能没有意义，故选项C、D错误。

7.

如图为两分子间的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是(　　)

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r2时，分子间的作用力不为零

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功

解析：选B　由题图可知r2＝r0(平衡距离)，因此当r大于r1而小于r2时，分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故A错误；由于r1<r2＝r0，故当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；由于r2＝r0，因此当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误；当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误。

8.

如图所示为两分子势能与分子间距离之间的关系图像，则下列说法中正确的是(　　)

A．当两分子间距离r＝r1时，分子势能为零，分子力也为零

B．当两分子间距离r＝r1时，分子势能最小，分子力表现为引力

C．当两分子间距离r>r2时，随着r的增大，分子力做负功

D．当两分子间距离r>r2时，随着r的增大，分子势能减小

解析：选C　由题图可知r2＝r0，当两分子间距离r＝r1时，分子势能为零，但r<r0，分子力表现为斥力，故A错误；r＝r2时，分子势能最小，故B错误；当r>r2时，由题图可以看出分子势能随着r的增大而增大，分子力做负功，故C正确，D错误。

二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

9.

把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是(　　)

A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒

B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动

C．越小的炭粒，运动越明显

D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的

解析：选BC　在显微镜下，只能看到悬浮的小炭粒，看不到水分子，A错误；在显微镜下看到小炭粒不停地做无规则运动，这就是布朗运动，且看到的炭粒越小，运动越明显，B、C正确；分子永不停息地做无规则运动，D错误。

10．当分子间的距离为r0时，分子间的引力和斥力相互平衡，已知r1－r0＝r0－r2>0，则(　　)

A．两分子间距离为r1时，分子间的作用力表现为引力

B．两分子间距离为r2时，分子间的作用力表现为引力

C．两分子间距离为r1时，分子间作用力较大

D．两分子间距离为r2时，分子间作用力较大

解析：

选AD　由r1－r0＝r0－r2>0知，r1>r0，r2<r0，则当两分子间距离为r1时，分子间的作用力表现为引力，当间距为r2时，表现为斥力，A正确，B错误；如图所示，根据分子力图像可知，当两分子间距离为r2时，分子间作用力较大，C错误，D正确。

11．一滴油酸酒精溶液含有质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的油膜最大面积为S。已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有(　　)

A．油酸分子的直径d＝

B．油酸分子的直径d＝

C．油酸所含的分子数n＝NA

D．油酸所含的分子数n＝NA

解析：选BC　由dS＝可得d＝，知B正确；由n＝NA，知C正确。

12．甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法中正确的是(　　)

A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零

B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大

C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增加

D．当分子间距离r<r0时，分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增加

解析：选CD　由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均达到最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，是一负值，A错误；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增加，B错误，C正确；当分子间距离r<r0时，分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增加，D正确。

三、非选择题(本题共4小题，共48分)

13．(8分)

在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1 cm，该油酸膜的面积是________m2，若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是7×10－6 mL，则油酸分子的直径是________m(计算结果保留1位有效数字)。

解析：每个正方形的面积为：S1＝1 cm2，面积超过正方形面积一半的正方形的个数约为116个，则油酸膜的面积约为：S＝116S1＝116 cm2＝1.16×10－2 m2，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为：V＝7×10－6 mL；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为：d＝＝ m≈6×10－10 m。

答案：1.14×10－2　6×10－10

14．(12分)某教室长10 m，宽7 m，高3 m，试在标准状况下估算空气分子间的平均距离，并比较这个距离和分子直径的数量级。(已知NA＝6×1023 mol－1，标准状况下气体的摩尔体积为22.4 L/mol)

解析：教室内空气的体积V＝10×7×3 m3＝210 m3

空气的物质的量n＝ mol≈9.4×103 mol

空气的分子数为

N＝nNA＝9.4×103×6×1023个≈5.6×1027个

每个空气分子平均占有空间为

V′＝＝ m3≈3.8×10－26 m3

把每个分子占有的空间看成立方体，空气分子间的平均距离等于立方体的边长，用d表示

d＝＝ m≈3.4×10－9 m

分子直径的数量级为10－10 m，由上面计算可知，气体分子间距离的数量级为10－9 m，约为分子直径的10倍。

答案：见解析

15．(14分)由于环境污染影响，瓶装纯净空气已经逐渐走向网络市场。设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/mol，按标准状况计算，NA＝6.0×1023 mol－1，Vm＝22.4 L/mol。试估算：

(1)空气分子的平均质量；

(2)一瓶纯净空气的质量；

(3)一瓶纯净空气中的气体分子数。(计算结果均保留两位有效数字)

解析：(1)空气分子的平均质量为

m＝＝ kg≈4.8×10－26 kg。

(2)一瓶纯净空气的物质的量为n＝＝ mol，

则一瓶纯净空气的质量为

m＝nM＝×29×10－3 kg≈6.5×10－4 kg。

(3)分子数为N＝nNA＝·NA＝个≈1.3×1022个。

答案：(1)4.8×10－26 kg　(2)6.5×10－4 kg　(3)1.3×1022个

16．(14分)用能够放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳粒)体积为0.1×10－9 m3，碳的密度是2.25×103 kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，则该小颗粒(碳粒)含分子数约为多少个？(取1位有效数字)

解析：设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积为

V＝(600a)3＝0.1×10－9 m3，

实际体积V′＝a3＝ m3。

质量为m＝ρV′＝2.25×103× kg＝×10－15 kg。

含分子数为n＝×6.0×1023个≈5×1010个。

答案：5×1010个