人教版高中物理选修3-3同步练习温度和温标内能

课时4温度和温标内能［对点训练］知识点一•热平衡与平衡态1．（多选）关于热平衡，下列说法中正确的是（）系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值标准状况下冰水混合物与0°C的水未达到热平衡量体温时体温计需和身体接触十分钟左右是为了让体温计跟身体达到热平衡冷热程度相同的两系统处于热平衡状态答案ACD解析两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，故A、C、D正确，B错误。2．（多选）关于热平衡的下列说法中正确的是（）100C的水与100C的水蒸气未达到热平衡100C的水与100C的水蒸气达到热平衡世界上第一个温度计（即空气温度计）是由一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中，该温度计的测温物质是球形瓶中的空气两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们的比热相同答案BC解析达到热平衡时温度相同，或者说温度相同时就表明两系统达到了热平衡，故A错误，B正确；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，C正确；两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是温度，D错误。3．寒冷的冬天，人在室外拿铁棒和木头时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是有人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？答案不对。由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡，故它们的温度是一样的。感觉到铁棒特别凉，是因为人在单位时间内传递给铁棒的热量比传递给木头的热量多，所以他的结论不对。知识点二•温度与温标4．关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（）某物体的摄氏温度为10°C,则热力学温度为10K热力学温度升高1K,对应摄氏温度升高1C摄氏温度升高10C,对应热力学温度升高283.15K热力学温度和摄氏温度对应的温标不同，两者表示的温度无法比较答案B解析热力学温度与摄氏温度的关系为卩=汁273.15K,知AT=At,所以B正确，C错误；10C对应热力学温度283K,A错误；两温度可以比较，D错误。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,请将该温度用热力学温标来表示（）A.2KB.271KC.4KD.0.1K答案A解析由热力学温标与摄氏温标的关系式T=（汁273）K和t=—271C得T=2K。故A项正确。知识点三・内能关于温度,下列说法正确的是（）温度越高，分子动能越大物体运动速度越大，分子总动能越大，因而物体温度也越高一个分子运动的速率越大，该分子的温度越高温度是大量分子无规则热运动的平均动能的标志答案D解析温度升高，分子的平均动能变大，而不是每个分子的动能都变大，故A错误。物体宏观运动的速度对应的是机械能（动能），与分子无规则热运动的平均动能无关，与物体的温度无关，B错误；温度是对大量分子集体（物体）而言的，是统计、平均的概念，对单个分子无意义，C错误，D正确。（多选）如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力当r等于r2时，分子间的作用力为零在r由r1增大到r2的过程中，分子间的作用力做负功答案BC解析分子间距离等于r0时分子势能最小，即r2=r0O当r小于丫2时分子力表现为斥力；当r=r2时，分子间的作用力为零；当r大于r2时分子力表现为引力，A错误，B、C正确。在r由r1增大到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减少，D错误。A、B两分子距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近，此过程中，关于分子力做功及分子势能的变化是()分子力始终对B做正功，分子势能不断减小B分子始终克服分子力做功，分子势能不断增大分子力先对B做功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做功，分子势能先增大后减小答案C解析一开始r=10r°,分子引力大于分子斥力，因而两分子间作用力表现为引力，靠近过程分子力做正功，分子动能增加，分子势能减小，直到r=r°，分子势能最小，再靠近时，分子斥力大于分子引力，因而分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能又增加，因而C正确，A、B、D错误。一定质量的0°C的水在凝成0°C的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是()分子平均动能增加，分子势能减少分子平均动能减小，分子势能增加分子平均动能不变，分子势能增加分子平均动能不变，分子势能减少答案D解析0C的水变成0C的冰，要放出热量，即内能减少，而温度不变，说明分子平均动能不变，即必定分子势能减少了，故而只有D项正确。10．(多选)把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落过程中发生的(不考虑空气阻力)()物体的动能增加，分子的平均动能也增加物体的重力势能减少，分子的势能却增加物体的机械能保持不变物体的内能保持不变答案CD解析物体下落的过程中，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能不变；物体在下落的过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，因此，A、B错误，C、D正确。11．(多选)下列说法正确的是()物体的内能由物体的状态决定，一切物体都具有内能物体的动能为零，则物体分子平均动能的总和也为零物体的机械能为零时，物体的内能也不为零只有分子间的作用力为零时，物体的内能才为零答案AC解析物体的内能由两部分构成：分子动能和分子势能；而物体的机械能包括12.如果取分子间距离r=r0(r0=lO-iom)时为分子势能的零势能点，则r<r0时，分子势能为值；r>r0时，分子势能为值。并试着在图上画出Ep-r的图象。(填“正”“负”或“零”)答案正正如图所示解析力做负功、当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，随分子间距的减小，分子斥分子势能增加，分子势能大于0,当r>r0时，分子间的作用力表现为引力，随分子间距的增加，分子引力做负功，分子势能增加，分子势能也大于0°Ep-r图象如答图所示。13.雨滴从5m高的屋檐自由落下到达地面，假定损失的机械能全部变为内能，且有一J/(kg・C)］答案•半被雨滴吸收，求雨滴的温度升咼多少？［水的比热容是c-4.2X1036X10-3C7}xi0X5解析ngh2nmgh—cmAt，At—c—42x103C~6X10—3Co［提升训练］一、选择题1.关于温度，下列说法中正确的是()A.0K即0°C分子运动越剧烈，分子的温度越高温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映温度越高，物体的动能一定越大答案C解析热力学温标与摄氏温标之间的关系是T=t+273.15K,A错误；温度是大量分子热运动的宏观反映，对单个分子运动而言没有意义，B错误，C正确；物体的动能与温度无关，D错误。(多选)下列叙述正确的是()若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量热力学温标零度是低温的下限任何物体，温度下降到某一点就不能再降答案BCD解析温度是决定两个系统是否达到热平衡的标志，达到热平衡的两个系统温度一定相同，但绝对零度是低温的极限，永远达不到，故A错误，B、C、D正确。(多选)关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是()热力学温度的单位“K是国际单位制中的基本单位温度升高1°C就是升高了1K1C就是1K0C的温度可用热力学温度粗略地表示为273K答案ABD解析热力学温标与摄氏温度是两种不同的测量温度方法，不能说1C就是1K，C错误，A、B、D正确。(多选)一杯水和一个钢球，它们的质量、温度都相等，那么()它们的内能一定相等它们的分子平均动能一定相等它们的分子平均速率一定相等把钢球置于水中，它们各自的内能一定不变答案BD解析温度是物体分子平均动能的标志，当温度相同时，分子的平均动能相同，B正确，A错误。但对不同物质的分子，由于分子质量可能不同，故分子平均速率不一定相同，C错误。把钢球置于水中时，由于温度相同，故二者之间不发生热传递，各自内能不变，D正确。5．(多选)如图所示为物体分子间相互作用力与分子间距离的关系，下列判断正确的是()当r<r0时，r越小，则分子势能Ep越大当r>r0时，r越小，则分子势能Ep越大当r=r0时，分子势能Ep最小当r—g时，分子势能Ep最小答案AC解析当r<r0时，r减小，分子斥力做负功，分子势能增加，当r>r0时，r越小，分子引力做正功，这样分子势能减小，反之r增大时，分子引力做负功，分子势能增加。可见，在r=r°时，Ep随r的变化出现“拐点”一一极小值，故B、D错误，A、C正确。下列关于物体内能的说法中，正确的是()0°C的水比0°C的冰的内能大物体运动的速度越大，则内能越大水分子的内能比冰分子的内能大100g、0C的冰比100g、0C的水的内能小答案D解析物体的内能还与物质的量有关，A错误；宏观物体的速度与分子的动能无关，故与物体的内能也无关，B错误；研究单个分子的内能没有意义，C错误;相同质量的0€的冰变成0°C的水，要吸热，故内能增加，D正确。(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，贝9()乙分子从a到b做加速运动，运动到c点时引力和斥力大小相等乙分子由a到c做加速运动，加速度不断增大乙分子由a到b的过程，到达b点时两分子间的分子势能最小乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能先减小后增大答案AD解析乙分子由a到b一直受引力，做加速运动，从b到c分子力逐渐变小但仍为引力，继续加速，当运动到c点时引力和斥力大小相等，所以A项正确；乙分子在从a到c的过程中一直受到引力加速，但从a到b过程中，引力增大，而从b到c过程中，引力减小，则加速度先增大后减小，故B错误；从a到b分子力做正功，分子势能一直减少，从b到c分子力做正功，分子势能继续减小，从c到d分子力做负功，分子势能增大，故C错误，D正确。8.下列说法正确的是()铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案D解析温度是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A错误。两物体温度相同，内能可能1-不同，分子的平均动能相同，但由E=2mv2知，平均速率v可能不同，故D正确。最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B,只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C错误。机械运动的速度增大与分子热运动的动能无关，故B错误。一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则()因气体温度与机械运动速度无关，故容器内气体温度不变因容器是绝热的，故容器中气体内能不变因容器突然停止运动，气体分子运动速度亦随之减小，故容器中气体温度降低容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分子热运动的动能，故容器中气体温度将升高答案D解析容器里的分子除做无规则的热运动外，还随容器一起做机械运动，当容器突然停止机械运动时，气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞，使热运动加剧，气体的温度升高，D正确。下列说法中正确的是()物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大物体温度降低，其内能一定增大物体温度不变，其内能一定不变答案B解析温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A错误，B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和质量，故C、D错误。二、非选择题11．填写下列空格：TOC\o"1-5"\h\z某物体的温度为50°C,用热力学温度表示为;对水加热，温度升高了50C,则升高了K；某物体温度为一20C,用热力学温度表示为;对某物体降温20C,则降低了K。答案(1)323K(2)50(3)253K(4)20解析由于T=(t+273)K所以t=50