2025人教版物理重难点-选择性必修三专题2.1 温度和温标（含答案）

2025人教版物理重难点-选择性必修三专题2.1温度和温标（含答案）专题2.1温度和温标【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【题型1温度的理解】 【题型2温度计和温标】 【题型3热平衡】 【题型4热力学温度与摄氏温度的关系】 【题型5绝对零度的理解】 【题型6联系实际】 【题型7综合问题】 【题型1温度的理解】【例1】.[多选]如图所示，密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则()A．氢分子的平均动能增大 B．氢分子的势能增大C．氢气的内能增大 D．氢气的内能可能不变E．氢气的压强增大【变式1-1】(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是()A.物体的内能不可能为零B.温度高的物体比温度低的物体内能大C.一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同【变式1-2】新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给人类造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们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，手部能够很快变干，下列说法正确的是（）A．手部能够很快变干是酒精分子做布朗运动的结果B．手部能够很快变干是空气对流的结果C．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变D．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子势能不变【变式1-3】[多选]下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能不同D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化E．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大【题型2温度计和温标】【例2】下列关于温标，温度的说法正确的是（）A．今天最高气温是，用热力学温度来表示即为B．今天最低气温是，用摄氏温标来表示即为C．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升D．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升【变式2-1】摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0℃，汽化点定为100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度，摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把作为零度的温标，叫作热力学温标（或绝对温标），热力学温标用K表示单位，常用T表示。则（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________。（2）如果可以粗略地取为绝对零度，在一标准大气压下，冰的熔点为________℃，即为________K。（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高________K。【变式2-2】（多选）下列关于温度的说法正确的是（）A．水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的B．水的沸点为100℃，用热力学温度表示即为373.15KC．水从0℃升高到100℃，用热力学温度表示即为从273.15K升高到373.15KD．温度由摄氏t升至2t，对应的热力学温度由T升到2T【变式2-3】（多选）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，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的性质制造的【题型3热平衡】【例3】（多选）关于温度和热平衡，下列说法中正确的是（）A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同B．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度是分子势能的宏观标志【变式3-1】下列说法不正确的是（）A．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理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．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量【变式3-2】关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有（）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等的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【变式3-3】（多选）关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（）A．具有相同内能的两物体达到热平衡B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡C．就是D．冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡【题型4热力学温度与摄氏温度的关系】【例4】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是()A．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10KB．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃C．摄氏温度升高10℃，对应热力学温度升高283KD．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较【变式4-1】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（）A．某物体的摄氏温度为，则热力学温度为10KB．热力学温度升高1K，对应摄氏温度升高C．摄氏温度升高，对应热力学温度升高283.15KD．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【变式4-2】气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示，气体初始温度为（

）A．27K，升高了20K B．300K，升高了20KC．27K，升高了293K D．300K，升高了293K【变式4-3】把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图（如图），正确的是（）A．B．C． D．【题型5绝对温度的理解】【例5】（多选）下列关于热力学温度的说法正确的是()A．热力学温度的零点是－273.15℃B．－136℃比136K温度高C．0℃等于273.15KD．1℃就是1K【变式5-1】下列关于温度的说法中正确的是（）A．热力学温度的0K相当于摄氏温度的273oCB．热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1oC对应的温度变化是相同的C．绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达到的D．在国际单位制中，温度的单位是oC【变式5-2】热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列关于热现象的说法中正确的是（）A．温度越高的物体，其内能越大B．温度越低的物体，其每个分子的运动速率越小C．处于热平衡状态的物体，无论是否接触，其冷热程度一定相同D．随着冷冻技术的不断进步，可以实现将物体的温度降低到【变式5-3】在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论，λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλ=2.9×10-3m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为（）A．7.8×10-5m B．9.4×10-6mC．1.1×10-4m D．9.7×10-8m【题型6联系实际】【例6】（多选）下列各系统处于平衡态的是（）A．放在0℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物B．静止在沸水中足够长时间的铜块C．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐D．放在恒温房间中很久的密闭导热容器中的84消毒液【变式6-1】如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（）A．分子平均动能变小B．每个气体分子速率都增大C．从外界吸热，气体内能增加【变式6-2】（多选）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，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是（）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，即热力学温度4KD．若温度计显示的示数为摄氏温度，即热力学温度277.15K【变式6-3】取一个横截面积是3dm2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能.在太阳光垂直照射2min后，水的温度升高了1℃。a.计算在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。b.已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗？需要什么数据，自己去查找。【题型7综合问题】【例7】关于热平衡，下列说法错误的是（）A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡D．两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡【变式7-1】以下说法正确的是（）A．在国际单位制中温度的单位为摄氏度B．0℃的水和冰的分子平均动能可能不同C．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态D．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的气体静置足够长时间后，每个分子的速度大小均相等【变式7-2】(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铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示．已知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，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁【变式7-3】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℃

参考答案【题型1温度的理解】【例1】.[多选]如图所示，密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则()A．氢分子的平均动能增大 B．氢分子的势能增大C．氢气的内能增大 D．氢气的内能可能不变E．氢气的压强增大解析：选ACE温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，故A正确；氢气视为理想气体，气体分子势能忽略不计，B错误；密闭容器内气体的内能由分子动能决定，氢气的分子动能增大，则内能增大，故C正确，D错误；根据理想气体的状态方程：eq\f(pV,T)＝C可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，故E正确。【变式1-1】(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是()A.物体的内能不可能为零B.温度高的物体比温度低的物体内能大C.一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同答案ACD解析内能是物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息的做无规则运动，所以内能永不为零，故A正确；物体的内能除与温度有关外，还与物体的种类、物体的质量、物体的体积有关，温度高的物体的内能可能比温度低的物体的内能大，也可能与温度低的物体的内能相等，也可能低于温度低的物体的内能，故B错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故C正确；内能与温度、体积、物质的多少等因素有关，而分子平均动能只与温度有关，故内能不同的物体，它们分子热运动的平均分子动能可能相同，故D正确。【变式1-2】新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给人类造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们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，手部能够很快变干，下列说法正确的是（）A．手部能够很快变干是酒精分子做布朗运动的结果B．手部能够很快变干是空气对流的结果C．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变D．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子势能不变答案：C解析：手部能够很快变干是酒精分子永不停息做无规则运动的结果，A、B错误；洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变，分子势能变大，C正确，D错误。故选C。【变式1-3】[多选]下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能不同D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化E．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大解析：选CDE温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度高低，A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，故B错误，C正确；一定质量的某种物质，温度不变而体积发生变化时，内能也可能发生变化，D正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，故E正确。【题型2温度计和温标】【例2】下列关于温标，温度的说法正确的是（）A．今天最高气温是，用热力学温度来表示即为B．今天最低气温是，用摄氏温标来表示即为C．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升D．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升答案：C解析：根据热力学温度与摄氏温度的关系可得，今天最高气温是，用热力学温度来表示即为，故A错误；今天最低气温是，用摄氏温标来表示即为故B错误；今天从早晨到中午，气温上升了，由于数值上所以用热力学温度来表示即上升，故C正确，D错误。故选C。【变式2-1】摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0℃，汽化点定为100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度，摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把作为零度的温标，叫作热力学温标（或绝对温标），热力学温标用K表示单位，常用T表示。则（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________。（2）如果可以粗略地取为绝对零度，在一标准大气压下，冰的熔点为________℃，即为________K。（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高________K。答案：

0

273

1解析：（1）[1]摄氏温标冰点温度为0℃，汽化点温度作为100℃。且用t表示，而热力学温标是把作为0K的，用K表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为（2）[2][3]如果取为绝对零度，则T与t的关系为显然，在标准大气压下，冰的熔点为0℃，即为273K；（3）[4]因为，所以当t由1℃增加到2℃时，T就由增加到显然物体的温度升高了1℃，温度升高了1K。【变式2-2】（多选）下列关于温度的说法正确的是（）A．水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的B．水的沸点为100℃，用热力学温度表示即为373.15KC．水从0℃升高到100℃，用热力学温度表示即为从273.15K升高到373.15KD．温度由摄氏t升至2t，对应的热力学温度由T升到2T答案：ABC解析：水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的，A正确；根据T=t＋273.15K可知，100℃相当于热力学温度100+273.15K=373.15KB正确；水从0℃升高到100℃，即从0+273.15K=273.15K升高到100+273.15K=373.15KC正确；从t升高到2t，即从T=t＋273.15K升高到T'=2t＋273.15KD错误。故选ABC。【变式2-3】（多选）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，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的性质制造的答案：CD解析：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，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故AB错误，CD正确。故选CD。【题型3热平衡】【例3】（多选）关于温度和热平衡，下列说法中正确的是（）A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同B．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度是分子势能的宏观标志答案：AB解析：处于热平衡状态的系统，温度一定相同，故A正确；根据热力学温度T与摄氏温度t的关系可知摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，故B正确；热力学温度的零度又称绝对零度，不可能达到，所以热力学温度不可能取负值，故C错误；温度是分子平均动能的宏观标志，故D错误。故选AB。【变式3-1】下列说法不正确的是（）A．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理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．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量答案：D解析：由热平衡定律可知，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故A、B正确；热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故D错误，C正确。本题选不正确的，故选D。【变式3-2】关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有（）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等的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答案：B解析：根据平衡态的定义知系统温度长时间内都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，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。故选B。【变式3-3】（多选）关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（）A．具有相同内能的两物体达到热平衡B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡C．就是D．冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡答案：BD解析：两物体达到热平衡的标志是它们的温度相同，温度相同的物体不一定有相同的内能，A正确；体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡，从而显示温度，B正确；约等于，C错误；两物体达到热平衡的标志是他们的温度相同，或者是它们的冷热程度相同，D正确．故选BD。【题型4热力学温度与摄氏温度的关系】【例4】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是()A．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10KB．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃C．摄氏温度升高10℃，对应热力学温度升高283KD．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较答案：B解析：由得某物体摄氏温度为10℃时，热力学温度为，，即热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃，摄氏温度升高10℃，对应热力学温度升高10K，B正确．【变式4-1】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（）A．某物体的摄氏温度为，则热力学温度为10KB．热力学温度升高1K，对应摄氏温度升高C．摄氏温度升高，对应热力学温度升高283.15KD．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知故热力学温度升高1K，对应摄氏温度升高；摄氏温度升高，对应热力学温度升高10K，故B正确，C错误；对应热力学温度283.15K，故A错误；两温度可以比较，故D错误。故选B。【变式4-2】气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示，气体初始温度为（

）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：用热力学温标表示，气体初始温度为升高了故ACD错误，B正确。故选B。【变式4-3】把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图（如图），正确的是（）A．B．C． D．答案：C解析：摄氏温标用表示，热力学温标用表示，则热力学温标和摄氏温标的函数关系为由函数关系式可知，图像的斜率为正值，且当时，为负值，故ABD错误C正确。故选C。【题型5绝对温度的理解】【例5】（多选）下列关于热力学温度的说法正确的是()A．热力学温度的零点是－273.15℃B．－136℃比136K温度高C．0℃等于273.15KD．1℃就是1K答案：ABC【变式5-1】下列关于温度的说法中正确的是（）A．热力学温度的0K相当于摄氏温度的273oCB．热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1oC对应的温度变化是相同的C．绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达到的D．在国际单位制中，温度的单位是oC答案：B解析：根据,热力学温度的0K相当于摄氏温度的，A错误；根据热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高对应的温度变化是相同的，B正确；绝对零度是低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，C错误；在国际单位制中，温度的单位是开尔文K，D错误。故选B。【变式5-2】热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列关于热现象的说法中正确的是（）A．温度越高的物体，其内能越大B．温度越低的物体，其每个分子的运动速率越小C．处于热平衡状态的物体，无论是否接触，其冷热程度一定相同D．随着冷冻技术的不断进步，可以实现将物体的温度降低到答案：C解析：物体的内能是物体内所有分子动能和势能的总和，由物体的物质的量、温度和体积共同决定，故A错误；温度越低的物体，其所有分子的平均动能越小即平均速率越小，但不一定每个分子的平均速率越小，故B错误；处于热平衡状态的物体，其温度不变，即冷热程度相同，故C正确；根据热力学第三定律可知，温度不可能达到-273.15°，故D错误。故选C。【变式5-3】在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论，λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλ=2.9×10-3m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为（）A．7.8×10-5m B．9.4×10-6mC．1.1×10-4m D．9.7×10-8m答案：B解析：由题意可知Tλ=2.9×10-3m·K则有故选B。【题型6联系实际】【例6】（多选）下列各系统处于平衡态的是（）A．放在0℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物B．静止在沸水中足够长时间的铜块C．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐D．放在恒温房间中很久的密闭导热容器中的84消毒液【答案】ABD【解析】系统处于平衡态时，其状态参量不变，铜块静止在沸水中足够长的时间，密闭导热容器中的冰水混合物处在0℃环境中，其状态参量不再变化，即处于平衡态，AB正确；刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度未达到稳定状态，则处于非平衡态，C错误；放在恒温房间中很久的密闭导热容器中的84消毒液，其温度、体积等状态参量不再变化，处于平衡态，D正确。故选ABD。【变式6-1】如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（）A．分子平均动能变小B．每个气体分子速率都增大C．从外界吸热，气体内能增加D．分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加答案：D解析：迅速下压过程中，外界对气体做功，由于气体变化经历时间极短，来不及与外界发生热交换，可近似认为是绝热过程，根据热力学第一定律可知气体内能增大，温度升高，分子平均动能变大，故AC错误；由于温度是大量分子整体表现出来的性质，并不能说明单个分子的状态，所以并不是每个气体分子速率都增大，故B错误；气体体积减小，单位体积内分子数增多，且分子平均动能增大，所以分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加，故D正确。故选D。【变式6-2】（多选）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，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是（）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，即热力学温度4KD．若温度计显示的示数为摄氏温度，即热力学温度277.15K答案：BD解析：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，但因隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，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C错误D正确。【变式6-3】取一个横截面积是3dm2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能.在太阳光垂直照射2min后，水的温度升高了1℃。a.计算在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。b.已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，你能由此估算出太阳辐射的功率吗？需要什么数据，自己去查找。答案（a）4.2J/cm2·min；（b）4.5×1026w解析（a）圆筒内的水经过2分钟内能的增加为圆筒面积为所以每分钟每平方厘米获得的能量为（b）根据上一问可得太阳光在地球表面每平方米每秒获得的能量为太阳的辐射能向四面八方，是均匀辐射的，可认为辐射分布在以太阳到地球距离为半径的球面上，所以太阳辐射功率为【题型7综合问题】【例7】关于热平衡，下列说法错误的是（）A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡D．两物体温度相同，可以说两物体达到了热平衡【答案】B【解析】当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相同，即达到热平衡，AD正确，不符合题意；两个物体的温度相同时，不会发生热传递，B错误，符合题意；若a与b、c分别达到热平衡，三者温度一定相同，则b、c之间也达到了热平衡，C正确，不符合题意。故选B。【变式7-1】以下说法正确的是（）A．在国际单位制中温度的单位为摄氏度B．0℃的水和冰的分子平均动能可能不同C．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态D．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的气体静置足够长时间后，每个分子的速度大小均相等【答案】C【解析】在国际单位制中温度的单位为开尔文，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体其分子平均动能相同，故B错误；根据热平衡定律知，如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态，故C正确；分子的热运动是杂乱无章的，每个分子的速度大小不会均相等，故D错误。故选C。【变式7-2】(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铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图所示．已知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，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁答案：ABC【变式7-3】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℃答案：C解析：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（格）它的示数应为故选C。专题2.1温度和温标【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【题型1温度的理解】 【题型2温度计和温标】 【题型3热平衡】 【题型4热力学温度与摄氏温度的关系】 【题型5绝对零度的理解】 【题型6联系实际】 【题型7综合问题】 【题型1温度的理解】【例1】.[多选]如图所示，密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同，现对该容器缓慢加热，当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时，则()A．氢分子的平均动能增大 B．氢分子的势能增大C．氢气的内能增大 D．氢气的内能可能不变E．氢气的压强增大解析：选ACE温度是分子的平均动能的标志，氢气的温度升高，则分子的平均动能一定增大，故A正确；氢气视为理想气体，气体分子势能忽略不计，B错误；密闭容器内气体的内能由分子动能决定，氢气的分子动能增大，则内能增大，故C正确，D错误；根据理想气体的状态方程：eq\f(pV,T)＝C可知，氢气的体积不变，温度升高则压强增大，故E正确。【变式1-1】(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是()A.物体的内能不可能为零B.温度高的物体比温度低的物体内能大C.一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同答案ACD解析内能是物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息的做无规则运动，所以内能永不为零，故A正确；物体的内能除与温度有关外，还与物体的种类、物体的质量、物体的体积有关，温度高的物体的内能可能比温度低的物体的内能大，也可能与温度低的物体的内能相等，也可能低于温度低的物体的内能，故B错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故C正确；内能与温度、体积、物质的多少等因素有关，而分子平均动能只与温度有关，故内能不同的物体，它们分子热运动的平均分子动能可能相同，故D正确。【变式1-2】新型冠状病毒在世界范围内的肆虐，给人类造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们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，手部能够很快变干，下列说法正确的是（）A．手部能够很快变干是酒精分子做布朗运动的结果B．手部能够很快变干是空气对流的结果C．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变D．洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子势能不变答案：C解析：手部能够很快变干是酒精分子永不停息做无规则运动的结果，A、B错误；洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子平均动能不变，分子势能变大，C正确，D错误。故选C。【变式1-3】[多选]下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能不同D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化E．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大解析：选CDE温度是大量分子热运动的客观体现，单个分子不能比较温度高低，A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，故B错误，C正确；一定质量的某种物质，温度不变而体积发生变化时，内能也可能发生变化，D正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，故E正确。【题型2温度计和温标】【例2】下列关于温标，温度的说法正确的是（）A．今天最高气温是，用热力学温度来表示即为B．今天最低气温是，用摄氏温标来表示即为C．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升D．今天从早晨到中午，气温上升了，用热力学温度来表示即上升答案：C解析：根据热力学温度与摄氏温度的关系可得，今天最高气温是，用热力学温度来表示即为，故A错误；今天最低气温是，用摄氏温标来表示即为故B错误；今天从早晨到中午，气温上升了，由于数值上所以用热力学温度来表示即上升，故C正确，D错误。故选C。【变式2-1】摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的。它们是水在标准大气压下的沸点（汽化点）和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点（冰点）。摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的。如图所示，以冰点定为0℃，汽化点定为100℃，因此在这两个固定点之间共为100℃，即一百等份，每等份代表1度，用1℃表示，用摄氏温标表示的温度叫作摄氏温度，摄氏温标用度作单位，常用t表示。热力学温标由英国科学家威廉·汤姆逊（开尔文）创立，把作为零度的温标，叫作热力学温标（或绝对温标），热力学温标用K表示单位，常用T表示。则（1）热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________。（2）如果可以粗略地取为绝对零度，在一标准大气压下，冰的熔点为________℃，即为________K。（3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高________K。答案：

0

273

1解析：（1）[1]摄氏温标冰点温度为0℃，汽化点温度作为100℃。且用t表示，而热力学温标是把作为0K的，用K表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为（2）[2][3]如果取为绝对零度，则T与t的关系为显然，在标准大气压下，冰的熔点为0℃，即为273K；（3）[4]因为，所以当t由1℃增加到2℃时，T就由增加到显然物体的温度升高了1℃，温度升高了1K。【变式2-2】（多选）下列关于温度的说法正确的是（）A．水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的B．水的沸点为100℃，用热力学温度表示即为373.15KC．水从0℃升高到100℃，用热力学温度表示即为从273.15K升高到373.15KD．温度由摄氏t升至2t，对应的热力学温度由T升到2T答案：ABC解析：水银温度计是根据水银热胀冷缩的性质制造的，A正确；根据T=t＋273.15K可知，100℃相当于热力学温度100+273.15K=373.15KB正确；水从0℃升高到100℃，即从0+273.15K=273.15K升高到100+273.15K=373.15KC正确；从t升高到2t，即从T=t＋273.15K升高到T'=2t＋273.15KD错误。故选ABC。【变式2-3】（多选）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，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的性质制造的答案：CD解析：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，该温度计是利用空气的热胀冷缩的性质制造的，故AB错误，CD正确。故选CD。【题型3热平衡】【例3】（多选）关于温度和热平衡，下列说法中正确的是（）A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同B．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度是分子势能的宏观标志答案：AB解析：处于热平衡状态的系统，温度一定相同，故A正确；根据热力学温度T与摄氏温度t的关系可知摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，故B正确；热力学温度的零度又称绝对零度，不可能达到，所以热力学温度不可能取负值，故C错误；温度是分子平均动能的宏观标志，故D错误。故选AB。【变式3-1】下列说法不正确的是（）A．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理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．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量答案：D解析：由热平衡定律可知，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故A、B正确；热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故D错误，C正确。本题选不正确的，故选D。【变式3-2】关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有（）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等的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答案：B解析：根据平衡态的定义知系统温度长时间内都不随时间变化，系统才处于平衡态，A错误；根据热平衡的定义知，处于热平衡的两个系统温度相同，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。故选B。【变式3-3】（多选）关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（）A．具有相同内能的两物体达到热平衡B．体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡C．就是D．冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡答案：BD解析：两物体达到热平衡的标志是它们的温度相同，温度相同的物体不一定有相同的内能，A正确；体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡，从而显示温度，B正确；约等于，C错误；两物体达到热平衡的标志是他们的温度相同，或者是它们的冷热程度相同，D正确．故选BD。【题型4热力学温度与摄氏温度的关系】【例4】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是()A．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10KB．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃C．摄氏温度升高10℃，对应热力学温度升高283KD．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较答案：B解析：由得某物体摄氏温度为10℃时，热力学温度为，，即热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃，摄氏温度升高10℃，对应热力学温度升高10K，B正确．【变式4-1】关于热力学温度和摄氏温度，下列说法中正确的是（）A．某物体的摄氏温度为，则热力学温度为10KB．热力学温度升高1K，对应摄氏温度升高C．摄氏温度升高，对应热力学温度升高283.15KD．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知故热力学温度升高1K，对应摄氏温度升高；摄氏温度升高，对应热力学温度升高10K，故B正确，C错误；对应热力学温度283.15K，故A错误；两温度可以比较，故D错误。故选B。【变式4-2】气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示，气体初始温度为（

）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：用热力学温标表示，气体初始温度为升高了故ACD错误，B正确。故选B。【变式4-3】把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图（如图），正确的是（）A．B．C． D．答案：C解析：摄氏温标用表示，热力学温标用表示，则热力学温标和摄氏温标的函数关系为由函数关系式可知，图像的斜率为正值，且当时，为负值，故ABD错误C正确。故选C。【题型5绝对温度的理解】【例5】（多选）下列关于热力学温度的说法正确的是()A．热力学温度的零点是－273.15℃B．－136℃比136K温度高C．0℃等于273.15KD．1℃就是1K答案：ABC【变式5-1】下列关于温度的说法中正确的是（）A．热力学温度的0K相当于摄氏温度的273oCB．热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高1oC对应的温度变化是相同的C．绝对零度是低温的极限，随着技术的进步是可能达到的D．在国际单位制中，温度的单位是oC答案：B解析：根据,热力学温度的0K相当于摄氏温度的，A错误；根据热力学温度每升高1K和摄氏温度每升高对应的温度变化是相同的，B正确；绝对零度是低温的极限，表示分子热运动停止，不可能达到，C错误；在国际单位制中，温度的单位是开尔文K，D错误。故选B。【变式5-2】热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列关于热现象的说法中正确的是（）A．温度越高的物体，其内能越大B．温度越低的物体，其每个分子的运动速率越小C．处于热平衡状态的物体，无论是否接触，其冷热程度一定相同D．随着冷冻技术的不断进步，可以实现将物体的温度降低到答案：C解析：物体的内能是物体内所有分子动能和势能的总和，由物体的物质的量、温度和体积共同决定，故A错误；温度越低的物体，其所有分子的平均动能越小即平均速率越小，但不一定每个分子的平均速率越小，故B错误；处于热平衡状态的物体，其温度不变，即冷热程度相同，故C正确；根据热力学第三定律可知，温度不可能达到-273.15°，故D错误。故选C。【变式5-3】在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论，λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλ=2.9×10-3m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为（）A．7.8×10-5m B．9.4×10-6mC．1.1×10-4m D．9.7×10-8m答案：B解析：由题意可知Tλ=2.9×10-3m·K则有故选B。【题型6联系实际】【例6】（多选）下列各系统处于平衡态的是（）A．放在0℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物B．静止在沸水中足够长时间的铜块C．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐D．放在恒温房间中很久的密闭导热容器中的84消毒液【答案】ABD【解析】系统处于平衡态时，其状态参量不变，铜块静止在沸水中足够长的时间，密闭导热容器中的冰水混合物处在0℃环境中，其状态参量不再变化，即处于平衡态，AB正确；刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐，温度未达到稳定状态，则处于非平衡态，C错误；放在恒温房间中很久的密闭导热容器中的84消毒液，其温度、体积等状态参量不再变化，处于平衡态，D正确。故选ABD。【变式6-1】如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（）