2022年高中物理同步講義（人教版選修性必修第3冊(cè)）：第05講 溫度和溫標(biāo)（解析版）

第05講溫度和溫標(biāo)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解氣體實(shí)驗(yàn)定律。知道理想氣體模型。2.能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律。1.知道系統(tǒng)的狀態(tài)參量及平衡態(tài).2.明確溫度的概念，知道熱平衡定律及其與溫度的關(guān)系.3.了解溫度計(jì)的的原理，知道熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系．知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01狀態(tài)參量與平衡態(tài)1．熱力學(xué)系統(tǒng)和外界(1)熱力學(xué)系統(tǒng)：由大量分子組成的研究對(duì)象叫作熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)。(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱(chēng)外界。2．狀態(tài)參量：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，常用的狀態(tài)參量有體積V、壓強(qiáng)p、溫度T等。3．平衡態(tài)：在沒(méi)有外界影響的情況下，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài)?！局R(shí)拓展1】1．熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)參量(1)體積V：系統(tǒng)的幾何參量，它可以確定系統(tǒng)的空間范圍；(2)壓強(qiáng)p：系統(tǒng)的力學(xué)參量，它可以描述系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì)；(3)溫度T：系統(tǒng)的熱學(xué)參量，它可以確定系統(tǒng)的冷熱程度。2．平衡態(tài)的理解(1)熱力學(xué)的平衡態(tài)與力學(xué)的平衡態(tài)的意義不同，熱力學(xué)的平衡態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，組成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是分子運(yùn)動(dòng)的平均效果不隨時(shí)間變化，表現(xiàn)為系統(tǒng)不受外界的影響，狀態(tài)參量(壓強(qiáng)、體積和溫度)不隨時(shí)間變化。(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。【即學(xué)即練1】．下列不是描述氣體狀態(tài)參量的物理量是（）A．壓強(qiáng) B．體積C．質(zhì)量 D．溫度【答案】C【解析】描述氣體的狀態(tài)參量，有壓強(qiáng)、體積、溫度。故選C。知識(shí)點(diǎn)02熱平衡與溫度1．熱平衡：兩個(gè)相互接觸的熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，各自的狀態(tài)參量不再變化，說(shuō)明兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了平衡，這種平衡叫作熱平衡。2．熱平衡定律：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡。3．溫度：熱平衡中，表征“共同的熱學(xué)性質(zhì)”的物理量。4．熱平衡的性質(zhì)：達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。【知識(shí)拓展2】1．平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別和聯(lián)系平衡態(tài)熱平衡區(qū)別研究對(duì)象一個(gè)系統(tǒng)兩個(gè)接觸的系統(tǒng)判斷依據(jù)系統(tǒng)不受外界影響，狀態(tài)參量不變兩個(gè)系統(tǒng)的溫度相同聯(lián)系處于熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)都處于平衡態(tài)2.熱平衡定律的意義決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到了熱平衡的最主要參量是溫度。因?yàn)榛闊崞胶獾奈矬w具有相同的溫度，所以在比較各物體的溫度時(shí)，不需要將各物體直接接觸，只需將溫度計(jì)分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低。3．熱平衡與溫度(1)對(duì)溫度的理解①宏觀上，表示物體的冷熱程度；②微觀上，反映分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度；③一切達(dá)到熱平衡的物體都具有相同的溫度。(2)溫度計(jì)的測(cè)溫原理若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B處于熱平衡，則A的溫度等于B的溫度，這就是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理?！炯磳W(xué)即練2】關(guān)于物體的內(nèi)能、溫度和分子的平均動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是（）A．溫度低的物體分子平均動(dòng)能一定小 B．溫度低的物體內(nèi)能一定小C．外界對(duì)物體做功時(shí)，物體的內(nèi)能一定增加 D．同一物體，溫度高時(shí)，含有的熱量多【答案】A【解析】A．分子的平均動(dòng)能只與溫度有關(guān)，A正確。B．內(nèi)能等于分子總動(dòng)能加分子勢(shì)能，而溫度只能決定分子的平均動(dòng)能，B錯(cuò)誤。C．內(nèi)能的改變與做功和熱傳遞兩個(gè)因素有關(guān)，C錯(cuò)誤。D．熱量是一種傳遞的能量，不能說(shuō)物體具有熱量，D錯(cuò)誤。故選A。知識(shí)點(diǎn)03溫度計(jì)與溫標(biāo)1．確定一個(gè)溫標(biāo)的方法(1)選擇一種測(cè)溫物質(zhì)。(2)了解測(cè)溫物質(zhì)用以測(cè)溫的某種性質(zhì)。(3)確定溫度的零點(diǎn)和分度的方法。2．熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t(1)攝氏溫標(biāo)：一種常用的表示溫度的方法．規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃，在0℃和100℃之間均勻分成100等份，每份算做1℃。(2)熱力學(xué)溫標(biāo)：現(xiàn)代科學(xué)中常用的表示溫度的方法．熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫熱力學(xué)溫度。用符號(hào)T表示，單位是開(kāi)爾文，符號(hào)為K。(3)攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為T(mén)＝t＋273.15K?！局R(shí)拓展3】1．“溫度”含義的兩種說(shuō)法(1)宏觀角度：表示物體的冷熱程度；(2)熱平衡角度：兩個(gè)處于熱平衡的系統(tǒng)存在一個(gè)數(shù)值相等的物理量，這個(gè)物理量就是溫度。2．常見(jiàn)溫度計(jì)及其原理名稱(chēng)原理水銀溫度計(jì)根據(jù)水銀熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度金屬電阻溫度計(jì)根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度氣體溫度計(jì)根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來(lái)測(cè)量溫度熱電偶溫度計(jì)根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來(lái)測(cè)量溫度3.溫度計(jì)測(cè)溫原理一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。溫度計(jì)與待測(cè)物體接觸，達(dá)到熱平衡，其溫度與待測(cè)物體相同?！炯磳W(xué)即練3】氣體初始溫度為27℃，升高了20℃。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，氣體初始溫度為（）A．27K，升高了20K B．300K，升高了20KC．27K，升高了293K D．300K，升高了293K【答案】B【解析】用熱力學(xué)溫標(biāo)表示，氣體初始溫度為升高了故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。能力拓展能力拓展考法01溫度的概念與分子動(dòng)能的關(guān)系【典例1】新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)的肆虐，給人類(lèi)造成了重大損失。為了減少病毒傳播，人們常用乙醇免洗洗手液（主要成分是酒精）洗手消毒，使用免洗洗手液洗手后，手部能夠很快變干，下列說(shuō)法正確的是（）A．手部能夠很快變干是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．手部能夠很快變干是空氣對(duì)流的結(jié)果C．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，分子平均動(dòng)能不變D．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，分子勢(shì)能不變【答案】C【解析】AB．手部能夠很快變干是酒精分子永不停息做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，A、B錯(cuò)誤；CD．洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，分子平均動(dòng)能不變，分子勢(shì)能變大，C正確，D錯(cuò)誤。故選C?？挤?2熱平衡定律【典例2】下列說(shuō)法不正確的是（）A．熱平衡定律是溫度計(jì)能夠用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理B．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)也必定處于熱平衡C．溫度是決定兩個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的唯一物理量D．兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們一定具有相同的熱量【答案】D【解析】AB．由熱平衡定律可知，若物體與A處于熱平衡，它同時(shí)也與B達(dá)到熱平衡，則A的溫度便等于B的溫度，這也是溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量溫度的基本原理，故A、B正確；CD．熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的狀態(tài)參量——溫度，故D錯(cuò)誤，C正確。本題選不正確的，故選D。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．一杯水含有大量的水分子，若杯中水的溫度升高，則（）A．水分子的平均動(dòng)能增大 B．只有個(gè)別水分子動(dòng)能增大C．所有水分子的動(dòng)能都增大 D．水分子動(dòng)能不變【答案】A【解析】溫度是物體平均動(dòng)能的標(biāo)志，當(dāng)杯中水的溫度升高，則水分子的平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)水分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別水分子的動(dòng)能也可能減小。故選A。2．下列熱力學(xué)溫度，最接近于室溫的是（）A．100K B．200K C．300K D．400K【答案】C【解析】一般室溫為左右，根據(jù)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度關(guān)系有所以C正確；ABD錯(cuò)誤；故選C。3．如圖，在固定的汽缸A和B中分別用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞面積之比為SA：SB＝1：2。兩活塞以穿過(guò)B的底部的剛性細(xì)桿相連，可沿水平方向無(wú)摩擦滑動(dòng)。兩個(gè)汽缸都不漏氣。某狀態(tài)下系統(tǒng)平衡時(shí)，A中氣體壓強(qiáng)為pA＝1.5p0，p0是汽缸外的大氣壓強(qiáng)，則此時(shí)B中氣體壓強(qiáng)為（）A．0.75p0 B．0.25p0 C．0.5p0 D．p0【答案】A【解析】對(duì)A中氣體，有對(duì)B中氣體，有聯(lián)立，可得故選A。4．下列關(guān)系式中正確的是（）A．室外氣溫：-2℃＜-5℃ B．某物體的速度：-2m/s＜-12m/sC．物體的重力勢(shì)能：-2J＜-12J D．電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)：-2V＜-5V【答案】B【解析】-5℃表示溫度比零攝氏度低5℃，-2℃表示溫度比零攝氏度低2℃，故-2℃＞-5℃，故A錯(cuò)誤；速度是矢量，負(fù)號(hào)只表示方向，大小要根據(jù)絕對(duì)值進(jìn)行比值，故-2m/s＜-12m/s，故B正確；重力勢(shì)能的負(fù)值表示相對(duì)于零勢(shì)能面的位置，負(fù)號(hào)后面數(shù)越大表示物體所處的位置比零勢(shì)能面低的越多，故物體的重力勢(shì)能-2J＞-12J，故C錯(cuò)誤；電勢(shì)與高度相似，負(fù)號(hào)后面的數(shù)越大表示該點(diǎn)的電勢(shì)比零勢(shì)面低的越多，故-2V＞-5V，故D錯(cuò)誤．所以B正確，ACD錯(cuò)誤．5．如果兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)相互作用，實(shí)現(xiàn)了熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)（）A．一定具有相同的壓強(qiáng) B．一定具有相同的溫度C．一定具有相同的體積 D．一定同時(shí)具有相同的溫度、壓強(qiáng)和體積【答案】B【解析】?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了熱平衡，它們具有一個(gè)“共同性質(zhì)”，這就是溫度，或者說(shuō)溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量；故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。6．下列說(shuō)法中正確的是（）A．布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)際上就是液體分子的運(yùn)動(dòng)B．固體顆粒越大布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C．物體的溫度越高，其分子平均動(dòng)能不一定越大D．溫度升高，也就是升高1K【答案】D【解析】A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．懸浮在液體中的微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體的溫度越高，其分子平均動(dòng)能一定越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．溫度的兩種表示方法攝氏溫度和熱力學(xué)溫度只是零度的起點(diǎn)不同，每度的大小是相同的，選項(xiàng)D正確。故選D。7．關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)（）A．某物體攝氏溫度10℃，即熱力學(xué)溫度10KB．熱力學(xué)溫度升高1K大于攝氏溫度升高1℃C．熱力學(xué)溫度升高1K小于攝氏溫度升高1℃D．熱力學(xué)溫標(biāo)中的每1K與攝氏溫標(biāo)中每1℃大小相等【答案】D【解析】A．某物體攝氏溫度10℃，即熱力學(xué)溫度(273+10)K=283K，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BCD．熱力學(xué)溫標(biāo)中的每1K與攝氏溫標(biāo)中每1℃大小相等，則熱力學(xué)溫度升高1K等于攝氏溫度升高1℃，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤，D正確；故選D。8．仿照實(shí)驗(yàn)室使用的液體溫度計(jì)的原理，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的氣體溫度計(jì)，如圖所示，瓶中裝的是氣體，瓶塞密封不漏氣，瓶塞上面細(xì)彎管中有一段液柱。(1)當(dāng)溫度升高時(shí)，液柱將向哪邊移動(dòng)？(2)此溫度計(jì)如何標(biāo)上刻度呢？【答案】（1）左；（2）將此裝置放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物中，在液柱正中間處標(biāo)上0℃，將它放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中，在液柱正中間處標(biāo)上100℃，然后將以上兩個(gè)刻度之間的部分進(jìn)行100等分，標(biāo)上刻度就成了一個(gè)溫度計(jì)?！窘馕觥?1)當(dāng)溫度升高時(shí)，瓶?jī)?nèi)的氣體受熱膨脹擠壓上方的液柱，液柱就會(huì)向左移動(dòng)；(2)將此裝置放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰水混合物中，在液柱正中間處標(biāo)上0℃，將它放在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸水中，在液柱正中間處標(biāo)上100℃，然后將以上兩個(gè)刻度之間的部分進(jìn)行100等分，標(biāo)上刻度就成了一個(gè)溫度計(jì)。題組B能力提升練1．當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，下面說(shuō)法中正確的是（）A．每個(gè)分子的速率都增大 B．每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都加劇C．每個(gè)分子的動(dòng)能都增大 D．物體分子的平均動(dòng)能增大【答案】D【解析】溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，但只能反映大部分分子的性質(zhì)，不能具體到每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)，不是每個(gè)分子的速率都增大，不是每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都加??；溫度升高時(shí)，大部分分子的動(dòng)能都增大，但也有少數(shù)分子動(dòng)能可能減小；故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．0℃的水凝固成0℃的冰時(shí)，分子的（）A．平均動(dòng)能減少，勢(shì)能減少 B．平均動(dòng)能不變，勢(shì)能減少C．平均動(dòng)能減少，勢(shì)能不變 D．平均動(dòng)能減少，勢(shì)能增大【答案】B【解析】0℃的水凝固成0℃的冰時(shí)，溫度不變，則分子平均動(dòng)能不變；因0℃的水凝固成0℃的冰時(shí)要放出熱量，可知分子勢(shì)能減小。故選B。3．下列關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象表明，分子在做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)C．溫度相同的氫氣和氮?dú)?，氫氣分子和氮?dú)夥肿拥钠骄俾氏嗤珼．微粒越大，液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯【答案】A【解析】A．?dāng)U散現(xiàn)象表明分子在做永不停息的熱運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同的氫氣和氮?dú)?，氫氣分子和氮?dú)夥肿拥钠骄鶆?dòng)能相同，由于分子質(zhì)量不同，分子的平均速率不同，故C錯(cuò)誤；D．布朗顆粒越小，液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，故D錯(cuò)誤。故選A。4．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量為m的活塞封閉在豎直放置的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)（活塞與氣缸間的摩擦不計(jì)），下列操作可使理想氣體壓強(qiáng)變大的是（）A．緩慢升高環(huán)境溫度 B．將整體倒置，氣缸開(kāi)口向下C．用力推氣缸，讓整體向上加速運(yùn)動(dòng) D．氣缸自由下落【答案】C【解析】A．缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為則緩慢升高環(huán)境溫度，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．將整體倒置，氣缸開(kāi)口向下，則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)榧磯簭?qiáng)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．用力推氣缸，讓整體向上加速運(yùn)動(dòng)，則對(duì)活塞解得則壓強(qiáng)變大，選項(xiàng)C正確；D．氣缸自由下落，則活塞完全失重，則缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜0減小了，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示，一個(gè)橫截面積為S的內(nèi)壁光滑圓筒形容器豎直固定放置，容器中靜止的金屬圓板A的上表面水平，下表面傾斜，下表面與水平面的夾角為。已知圓板質(zhì)量為M，大氣壓強(qiáng)為，則容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于（）A． B．C． D．【答案】A【解析】以活塞為研究對(duì)象，分析受力：重力Mg、外界大氣壓力p0S，氣缸壁的壓力N和氣缸內(nèi)氣體的壓力F；其中根據(jù)平衡條件得p0S+Mg=Fcosα聯(lián)立得故選A。6．如圖為一注水的玻璃裝置，玻璃管D、E上端與大氣相通，利用玻璃管C使A、B兩球上部相通，D、C、E三管與兩球接口處緊密封接。當(dāng)A、B、D的水面高度差如圖所示時(shí)，E管內(nèi)水相對(duì)B中水面的高度差h應(yīng)等于（）A．0.6m B．0.8m C．1.2m D．1.5m【答案】D【解析】利用玻璃管C使A、B兩球上部相通，可得根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)系聯(lián)立可得故選D。7．關(guān)于溫度的概念，下述說(shuō)法中正確的是（）A．溫度升高，物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能都增大B．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大C．當(dāng)某物體的內(nèi)能增加時(shí)，則該物體的溫度一定升高D．甲物體的溫度比乙物體的溫度高，則甲物體分子平均速率比乙物體分子平均速率大【答案】B【解析】A．溫度升高，物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能變大，并非所有分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)某物體的內(nèi)能增加時(shí)，可能是分子勢(shì)能增加，而該物體的溫度不一定升高。例如0℃的冰化成同溫度的水時(shí)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．甲物體的溫度比乙物體的溫度高，則甲物體分子平均動(dòng)能比乙物體分子平均動(dòng)能大，而甲物體分子平均速率不一定比乙物體分子平均速率大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。8．在溫度相同的條件下，下列有關(guān)氧氣、氮?dú)夥肿诱f(shuō)法正確的是（）A．每一個(gè)氧分子和每一個(gè)氮分子的動(dòng)能相同B．1克氧氣分子動(dòng)能之和與1克氮?dú)夥肿觿?dòng)能之和相等C．1摩爾氧氣分子動(dòng)能總和與1摩爾氮?dú)夥肿觿?dòng)能總和相等D．1摩爾氧氣分子動(dòng)能總和大于1摩爾氮?dú)夥肿觿?dòng)能總和【答案】C【解析】A．在溫度相同的條件下，氧氣、氮?dú)夥肿拥钠骄鶆?dòng)能相同，但非每一個(gè)氧分子和每一個(gè)氮分子的動(dòng)能都相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．1克氧氣和1克氮?dú)庵泻肿涌倲?shù)不同，因兩種氣體分子的平均動(dòng)能相同，則1克氧氣分子動(dòng)能之和與1克氮?dú)夥肿觿?dòng)能之和不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．1摩爾氧氣和1摩爾氮?dú)庵泻肿涌倲?shù)不同，因兩種氣體分子的平均動(dòng)能相同，則1摩爾氧氣分子動(dòng)能總和與1摩爾氮?dú)夥肿觿?dòng)能總和相等，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選C。9．如圖所示為內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸，一質(zhì)量，表面積的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開(kāi)始時(shí)氣缸如圖甲放置，之后將其豎直放置（如圖乙），大氣壓強(qiáng)，求：（1）如甲圖中放置時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少？（2）如乙圖中放置時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）氣缸如甲圖中放置時(shí)，根據(jù)平衡狀態(tài)可知，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)，有（2）氣缸如乙圖中放置時(shí)，根據(jù)平衡狀態(tài)可得代入數(shù)據(jù)可得10．電壓力鍋是傳統(tǒng)高壓鍋和電飯鍋的升級(jí)換代產(chǎn)品，它結(jié)合了壓力鍋和電飯鍋的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全密封烹調(diào)，達(dá)到了省時(shí)省電的目的。(1)如果某電壓力鍋的鍋內(nèi)氣體的體積為V，氣體的摩爾體積為VA，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則鍋內(nèi)氣體分子的個(gè)數(shù)有多少；(2)如果壓力鍋正常工作時(shí)鍋內(nèi)的溫度能保持在117℃，此時(shí)室溫為27℃，試用熱力學(xué)溫度表示鍋內(nèi)溫度和室溫，并計(jì)算鍋內(nèi)食物升高了多少K?！敬鸢浮?1)NA；(2)390K，300K，90K【解析】(1)分子個(gè)數(shù)N=nNA=NA(2)根據(jù)熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系，鍋內(nèi)溫度T1=t1＋273K=390K室溫T2=t2＋273K=300K升高的溫度ΔT=T1-T2=90K題組C培優(yōu)拔尖練1．下列說(shuō)法中正確的是（）A．已知水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)B．懸浮在液體中的固體微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C．當(dāng)兩個(gè)分子的間距從很遠(yuǎn)處逐漸減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間的作用力先減小后增大，分子勢(shì)能不斷增大D．溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大，并且所有分子的速率都增大【答案】A【解析】A．水的摩爾質(zhì)量與一個(gè)水分子質(zhì)量的比值等于阿伏伽德羅常數(shù)，故A正確；B．懸浮在液體中的固體微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越少，各個(gè)方向的撞擊越不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，故B錯(cuò)誤；C．兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（）逐漸減小到很難再靠近的過(guò)程中，分子間的作用力先增大后減小，然后再增大，分子力先做正功，后做負(fù)功，則分子勢(shì)能先減小后增大，故C錯(cuò)誤；D．溫度升高時(shí)分子的平均動(dòng)能一定增大，但是并非所有分子的速率都增大，個(gè)別分子的速率可能減小，故D錯(cuò)誤。故選A。2．下圖描繪一定質(zhì)量的氧氣分子分別在和兩種情況下速率分布情況，符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】AB．溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，平均動(dòng)能越大，故平均速率越大，則圖線(xiàn)的“腰粗”，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．分子總數(shù)目是一定的，故圖線(xiàn)與橫軸包圍的面積是一定的，故兩個(gè)圖線(xiàn)與橫軸包圍的面積是相等的，100℃和0℃的氧氣分子相比，速率大的占的比例大，故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。故選A。3．關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法中正確的是（）A．達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)具有相同的溫度B．兩個(gè)鄰近分子間不可能同時(shí)存在斥力和引力C．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體或者氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．溫度是分子平均速率的標(biāo)志【答案】A【解析】A．達(dá)到熱平衡的兩個(gè)系統(tǒng)具有相同的溫度，故A正確；B．分子之間同時(shí)存在斥力和引力，故B錯(cuò)誤；C．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映液體或者氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，不是分子平均速率的標(biāo)志，故D錯(cuò)誤。故選A。4．下列有關(guān)熱平衡的說(shuō)法，正確的是（）A．如果兩個(gè)系統(tǒng)在某時(shí)刻處于熱平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)系統(tǒng)永遠(yuǎn)處于熱平衡狀態(tài)B．熱平衡定律只能研究三個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題C．如果兩個(gè)系統(tǒng)彼此接觸而不發(fā)生狀態(tài)參量的變化，這兩個(gè)系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個(gè)系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)D．兩個(gè)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，溫度可以有微小的差別【答案】C【解析】A．處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，如果受到外界的影響，狀態(tài)參量會(huì)隨之變化，溫度也會(huì)變化，故A錯(cuò)誤；B．熱平衡定律可以研究多個(gè)系統(tǒng)，對(duì)多個(gè)系統(tǒng)也適用，故B錯(cuò)誤；C．如果兩個(gè)系統(tǒng)彼此接觸而狀態(tài)參量不再變化，這兩個(gè)系統(tǒng)又不受外界影響，那么這兩個(gè)系統(tǒng)一定處于熱平衡狀態(tài)，故C正確；D．兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們的溫度一定相同，溫度相同是熱平衡的標(biāo)志，必須相同，故D錯(cuò)誤。故選C。5．關(guān)于分子動(dòng)理論的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是（）A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．壓縮氣體時(shí)氣體會(huì)表現(xiàn)出抗拒壓縮的力，是氣體分子間存在斥力的緣故C．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，用來(lái)表征它們所具有的“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量是內(nèi)能D．已知某種氣體的密度為ρ（kg/m3），摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol-1），則該氣體分子之間的平均距離可以表示為【答案】D【解析】A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體當(dāng)中的固體顆粒的無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，即不是液體分子的運(yùn)動(dòng)也不是固體分子的運(yùn)動(dòng)，它反映了液體分子的無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤；B．壓縮氣體時(shí)氣體會(huì)表現(xiàn)出抗拒壓縮的力，是由于氣體壓強(qiáng)的存在，B錯(cuò)誤；C．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，用來(lái)表征它們所具有的“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量是溫度，C錯(cuò)誤；D．把該氣體分子所占空間看成立方體模型，則有又有則該氣體分子之間的平均距離D正確。故選D。6．如圖所示，豎直圓筒是固定不動(dòng)的，粗筒直徑是細(xì)筒的2倍，細(xì)筒足夠長(zhǎng)，粗筒中A、B兩輕質(zhì)活塞（不考慮活塞的重力）間封有氣體氣柱長(zhǎng)L=20cm活塞A上方的水銀深H=10cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計(jì)，用外力向上托住活塞B，使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與粗筒上端相平?，F(xiàn)使活塞B緩慢上移，直至一半的水銀被推入細(xì)筒中，若大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于75cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。則此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為（）A．100cmHg B．95cmHgC．90cmHg D．85cmHg【答案】A【解析】當(dāng)有一半的水銀被推入細(xì)筒中時(shí)，由于粗筒直徑是細(xì)筒的2倍，粗筒橫截面積是細(xì)筒橫截面積的4倍，因此，細(xì)筒中水銀柱的高度為4=20cm，活塞A上方水銀柱的總高度為h=20cm+=25cm因活塞A的重力不計(jì)，所以氣體的壓強(qiáng)p=p0+h=100cmHg故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。7．若已知大氣壓強(qiáng)為p0，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為ρ，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0+ρghB．乙圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0+ρghC．丙圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0－ρghD．丁圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0＋ρgh1【答案】D【解析】A．甲圖中密閉氣體的壓強(qiáng)大小是p0-ρgh，A錯(cuò)誤；