2.1 温度和温标（练习）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第1节 温度和温标 1．下列说法正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化 B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会相同 C．只有处于平衡态的系统才有状态参量 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 2．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　） A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态 C．处于热平衡的两个系统内能一定相同 D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同 3．（多选）下列关于热力学温度的说法中正确的是（　　） A． B．温度变化，也就是温度变化 C．水的沸点为，用热力学温度表示即为 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 4．下列说法中正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变 B．处于热平衡的几个系统的压强一定相等 C．两个系统处于热平衡时，它们一定具有某一相同的状态参量 D．处于平衡态的热力学系统，所有分子的速率都相同 6．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　） A．0℃的水变成0℃的冰时，分子势能增大 B．物体是由大量分子组成的 C．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能不相等，是因为分子的质量不相等 D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 7．下列关于分子动理论的一些说法，正确的是（　　） A．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动 B．给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，说明分子间存在斥力 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小 D．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等 8．物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是（  ） A．分子很小，肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到 B．雾霾天气是大量的细微的尘粒悬浮在空中，说明尘粒分子在做无规则运动 C．温度相同的两种理想气体的分子平均速率一定相同 D．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志 9．山城重庆也有传统“火炉”之称，2024年7月多地直逼40℃，甚至高于40℃。下列关于重庆某区域大气（可视为理想气体）在升温、气压减小过程中的说法，正确的是（　　） A．每个大气分子的速率都将增大 B．每个大气分子的速率都将减小 C．大气分子的平均动能减小 D．大气分子的平均动能增大 10．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（　　） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．温度计示数先下降后上升 11．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（　　） A．气体分子的平均速率减小 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体分子的平均动能不变 12．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调2 min内教室内的气体处于平衡态 B．两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．两个物体发生热传递时，能量在它们组成的系统中传递，对整个系统而言处于平衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 13．（多选）某同学做了如下实验：先把空烧瓶放入冰箱冷冻，取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上，再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球胀大起来，忽略气球胀大过程中对气体的力的影响，如图所示。 与烧瓶放进热水前相比，放进热水后，关于密闭气体的说法正确的是（   ） A．分子平均动能增大 B．分子势能减小 C．无法判断内能的变化 D．内能增大 14．有甲、乙两个物体，已知甲的温度比乙的温度高，则可以肯定（　　） A．甲物体的内能比乙物体的内能大 B．甲物体含的热量比乙物体含的热量多 C．甲物体分子的平均动能比乙物体分子的平均动能大 D．当甲、乙两物体的机械能增加时，它们的内能也跟着增加 15．（多选）如图所示，一绝热汽缸由导热隔板分为左右两部分，隔板可沿汽缸内壁无摩擦滑动，汽缸两侧充有同种气体。缓慢推动绝热活塞压缩右侧气体，当左右两侧气体达到新的热平衡时，以下说法正确的是（　　） A．两侧气体的温度相等 B．右侧气体分子的平均速率等于左侧气体分子的平均速率 C．右侧气体压强大于左侧气体压强 D．汽缸内每个气体分子的动能均相等 16．某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B．温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C．图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D．分子速率分布呈现“中间多，两头少”；温度升高，每个气体分子速率都增加 17．仔细观察图片，回答下列问题： (1)在力学中，我们用位置和速度描述物体的运动状态。在热学中，为了确定如图甲氢气球内氢气的状态，需要哪些物理量？ (2)如图乙，隔热的容器内A、B两部分氢气被挡板K分开，其压强、温度不同。打开挡板K，足够长时间后会出现什么情况？ (3)系统处于平衡态时，各状态参量都不再变化了吗？是静态平衡吗？ (4)系统的温度不变时，就达到平衡态了吗？ 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 温度和温标 1．下列说法正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化 B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会相同 C．只有处于平衡态的系统才有状态参量 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 【答案】B 【详解】A．系统处于非平衡状态时状态参量会发生变化，直至达到平衡态时才不再变化。故A错误； B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会相同，即达到平衡态。故B正确； C．平衡态和非平衡态的系统，均有状态参量。故C错误； D．不能仅凭温度不变且处处相等就判定系统处于平衡态，还需要压强和体积都不再变化才能判定平衡态。故D错误。 故选B。 2．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　） A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡 B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态 C．处于热平衡的两个系统内能一定相同 D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同 【答案】D 【详解】AB．平衡态是针对某一系统而言的，描述系统状态的参量不只温度一个，还与体积压强有关，当温度不变时，系统不一定处于平衡态；热平衡是两个系统相互影响的最终结果，根据热平衡的定义可知，系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的，故AB错误； CD．如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度一定相同，两个系统分子平均动能一定相同，但是内能不一定相同，故C错误，D正确。 故选D。 3．（多选）下列关于热力学温度的说法中正确的是（　　） A． B．温度变化，也就是温度变化 C．水的沸点为，用热力学温度表示即为 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 【答案】ABC 【详解】A．热力学温度与摄氏温度的关系为，则可知相当于，故A项正确； B．由，可知，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化，也就是温度变化，故B项正确； C．根据，可知相当于热力学温度，故C项正确； D．初态温度为对应热力学温度为，末态温度为对应热力学温度为，则对应的热力学温度升高了，故D项错误。 故选ABC。 4．下列说法中正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统的状态变化时，其各个状态参量都会改变 B．处于热平衡的几个系统的压强一定相等 C．两个系统处于热平衡时，它们一定具有某一相同的状态参量 D．处于平衡态的热力学系统，所有分子的速率都相同 【答案】C 【详解】A．状态参量是描述系统状态的物理量，当系统状态变化时，不一定各个状态参量都会改变，比如一定质量理想气体发生等温变化时，压强和体积会改变，但温度这个状态参量不变，故A错误； BC．根据热平衡定律，两个系统处于热平衡时，它们的温度必定相同，即它们一定具有相同的状态参量，故B错误，C正确； D．处于平衡态的热力学系统，分子做无规则热运动，分子速率按“中间多、两头少” 的统计规律分布，并非所有分子速率都相同，故D错误。 故选C。 5．（多选）下列情景中的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．大气中正在上升的热气团 【答案】AB 【详解】A．放在0 ℃的房间里的密闭导热容器中的冰水混合物，由于容器导热，且房间温度为0 ℃，冰水混合物与房间达到热平衡，温度保持0 ℃不变，处于热平衡状态，故A正确； B．静止在沸水中足够长时间的铜块，铜块会与沸水充分进行热交换，最终铜块温度与沸水温度相同，且不再发生变化，处于热平衡状态，故B正确； C．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，故C错误； D．大气中正在上升的热气团，热气团在上升过程中会与周围大气进行热交换，同时其自身的温度、压强等状态参量也在发生变化，不处于热平衡状态，故D错误。 故选AB。 6．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　） A．0℃的水变成0℃的冰时，分子势能增大 B．物体是由大量分子组成的 C．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能不相等，是因为分子的质量不相等 D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 【答案】B 【详解】A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，则分子势能减小，故A错误； B．物体是由大量分子组成的，故B正确； C．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等，因为分子的质量不相等，则分子平均速率不相等，故C错误； D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D错误。 故选B。 7．下列关于分子动理论的一些说法，正确的是（　　） A．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动 B．给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，说明分子间存在斥力 C．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小 D．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等 【答案】D 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，不是颗粒分子的无规则运动，选项A错误； B．给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，这是气体压强的缘故，与分子间存在斥力无关，选项B错误； C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项C错误； D．温度是分子平均动能的标志，则同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等，选项D正确。 故选D。 8．物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是（  ） A．分子很小，肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到 B．雾霾天气是大量的细微的尘粒悬浮在空中，说明尘粒分子在做无规则运动 C．温度相同的两种理想气体的分子平均速率一定相同 D．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志 【答案】D 【详解】A．分子十分微小，它的直径的数量级一般，用肉眼不能看到，只有借助电子显微镜才能看到，故A错误； B．尘粒有大量分子组成的，尘粒的运动属于物体的机械运动，不能说明分子在做无规则运动，故B错误； CD．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志，则质量不同，温度相同的两种理想气体的分子平均速率不相同，故C错误，D正确。 故选D。 9．山城重庆也有传统“火炉”之称，2024年7月多地直逼40℃，甚至高于40℃。下列关于重庆某区域大气（可视为理想气体）在升温、气压减小过程中的说法，正确的是（　　） A．每个大气分子的速率都将增大 B．每个大气分子的速率都将减小 C．大气分子的平均动能减小 D．大气分子的平均动能增大 【答案】D 【详解】AB．由于气体分子做无规则运动，因此大气在升温、气压减小过程中，分子的平均速率产生变化，但不是每个分子的速率都变化，即不是都增大或都减小，AB错误； CD．温度是分子平均动能的标志，温度升高，大气分子的平均动能增大，选项C错误，D正确。 故选D。 10．在25℃左右的室内，将一只温度计从酒精中拿出，观察它的示数变化情况是（　　） A．温度计示数上升 B．温度计示数下降 C．温度计示数不变 D．温度计示数先下降后上升 【答案】D 【详解】由于温度计上的酒精蒸发，带走热量，温度计的示数下降，然后再测量环境温度，升回25℃，所以温度计的示数先下降后上升。 故选D。 11．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是（　　） A．气体分子的平均速率减小 B．气体分子的平均速率增大 C．气体分子的平均动能减小 D．气体分子的平均动能不变 【答案】D 【详解】气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变。 故选D。 12．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调2 min内教室内的气体处于平衡态 B．两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．两个物体发生热传递时，能量在它们组成的系统中传递，对整个系统而言处于平衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 【答案】B 【详解】A．开空调2min教室内的气体温度要变化，故不是平衡状态，故A错误； B．两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，故B正确； C．两个物体发生热传递时，能量在它们组成的系统中传递，系统内部存在温差，处于非平衡态，故C错误； D．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，不是平衡态，故D错误。 故选B。 13．（多选）某同学做了如下实验：先把空烧瓶放入冰箱冷冻，取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上，再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球胀大起来，忽略气球胀大过程中对气体的力的影响，如图所示。 与烧瓶放进热水前相比，放进热水后，关于密闭气体的说法正确的是（   ） A．分子平均动能增大 B．分子势能减小 C．无法判断内能的变化 D．内能增大 【答案】AD 【详解】A．由于由于温度升高，所以封闭气体分子的平均动能增大，故A正确； BCD．气体膨胀过程中，相邻气体分子间的平均距离从远大于平衡距离处开始增大，则相邻分子间的势能增大，结合A选项分析可知，封闭气体的内能增大，故BC错误，D正确。 故选AD。 14．有甲、乙两个物体，已知甲的温度比乙的温度高，则可以肯定（　　） A．甲物体的内能比乙物体的内能大 B．甲物体含的热量比乙物体含的热量多 C．甲物体分子的平均动能比乙物体分子的平均动能大 D．当甲、乙两物体的机械能增加时，它们的内能也跟着增加 【答案】C 【详解】AC．温度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子平均动能一定大；而内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故温度高的物体内能不一定大，故甲物体分子的平均动能比乙物体分子的平均动能大，但内能不一定大，故A错误，C正确； B．热量是热传递过程中内能转移的多少，与物体温度的高低无必然关系，不能说物体含有多少热量，故B错误； D．内能大小与机械能大小无关，物体的机械能增加时，内能不一定增加，故D错误。 故选C。 15．（多选）如图所示，一绝热汽缸由导热隔板分为左右两部分，隔板可沿汽缸内壁无摩擦滑动，汽缸两侧充有同种气体。缓慢推动绝热活塞压缩右侧气体，当左右两侧气体达到新的热平衡时，以下说法正确的是（　　） A．两侧气体的温度相等 B．右侧气体分子的平均速率等于左侧气体分子的平均速率 C．右侧气体压强大于左侧气体压强 D．汽缸内每个气体分子的动能均相等 【答案】AB 【详解】A．由热平衡定律可知，当左右两侧气体达到新的热平衡时，两侧气体温度相等，故A正确； B．温度是分子平均动能的标志，所以两侧气体分子的平均动能相等，由于汽缸两侧充有同种气体，则两侧气体分子的平均速率相等，故B正确； C．当左右两侧气体达到新的热平衡时，右侧气体压强等于左侧气体压强，故C错误； D．两侧气体分子的平均动能相等，但不能说明汽缸内每个气体分子的动能均相等，故D错误。 故选AB。 16．某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B．温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C．图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D．分子速率分布呈现“中间多，两头少”；温度升高，每个气体分子速率都增加 【答案】A 【详解】A．由题图可知，两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等，故A正确； C．温度越高，分子平均动能越大，说明虚线表示的温度较低，对应的平均动能较小；实线对应于气体分子温度较高，平均动能较大的，故C错误； B．由图可以知道，气体温度越高，图线的峰值越低，故B错误； D．分子速率分布呈现“中间多，两头少”；温度升高，气体分子的平均动能增大，并不是每个气体分子速率都增加，故D错误。 故选A。 17．仔细观察图片，回答下列问题： (1)在力学中，我们用位置和速度描述物体的运动状态。在热学中，为了确定如图甲氢气球内氢气的状态，需要哪些物理量？ (2)如图乙，隔热的容器内A、B两部分氢气被挡板K分开，其压强、温度不同。打开挡板K，足够长时间后会出现什么情况？ (3)系统处于平衡态时，各状态参量都不再变化了吗？是静态平衡吗？ (4)系统的温度不变时，就达到平衡态了吗？ 【答案】(1)压强、体积和温度。 (2)足够长时间后，A、B 两部分氢气的压强和温度会变得相同。 (3)系统处于平衡态时，各状态参量不再随时间变化，但不是静态平衡，而是动态平衡。 (4)系统的温度不变时，不一定达到平衡态。 【详解】（1）压强描述气体对容器壁的压力作用，体积表示气体所占据的空间大小，温度反映气体分子热运动的剧烈程度，这三个物理量可以确定一定质量气体的状态。故在热学中，为确定氢气球内氢气的状态，需要压强p、体积V和温度T这些物理量，它们被称为气体的状态参量。 （2）打开挡板后，两部分氢气会进行热传递和分子扩散。由于容器隔热，最终两部分氢气会达到热平衡和力学平衡，即温度和压强都相等，即足够长时间后，A、B 两部分氢气的压强和温度会变得相同。 （3）系统处于平衡态时，各状态参量不再随时间变化。但不是静态平衡，而是动态平衡。因为平衡态是指在没有外界影响的情况下，系统的宏观性质不随时间改变。气体分子始终在做无规则热运动，只是从宏观上看，压强、温度、体积等状态参量保持稳定，所以是动态平衡。 （4）系统的温度不变时，不一定达到平衡态。因为平衡态要求系统的所有状态参量（压强、体积、温度等）都不随时间变化。仅温度不变，若压强或体积还在变化，系统就没有达到平衡态。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$