第05讲：温度和温标【四大题型】-2024-2025学年高二下学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版（2019）选择性必修第三册）

第05讲：温度和温标 【考点归纳】 · 考点01：分子动能 · 考点02：热力学温度T与摄氏温度t的关系 · 考点03：热平衡定律 · 考点04：温度和分子动能的关系 【知识归纳】 知识点一、状态参量与平衡态 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统． (2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界． 2．状态参量：用来描述系统状态的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等． 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态． 知识点二、热平衡与温度 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡． 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡． 3．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量． 4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度． 知识点三、温度计与温标 1．确定一个温标的方法 (1)选择一种测温物质． (2)了解测温物质用以测温的某种性质． (3)确定温度的零点和分度的方法． 2．热力学温度T与摄氏温度t (1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃. (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K. (3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K. 【题型归纳】 题型01：分子动能 1．（24-25高二下·全国）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 2．（23-24高二下·江苏南京·期末）关于质量相同的0℃的水和0℃的水蒸气，下列说法中正确的是（　　） A．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能相同，内能不相同 B．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能不同，内能不相同 C．分子数相同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同 D．分子数不同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同 3．（2024·山东青岛·三模）如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做的功小于气体内能的增加 B．气体温度升高，每个分子的动能都增大 C．气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D．气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 题型02：热力学温度T与摄氏温度t的关系 4．（24-25高二下·全国）气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示为（　　） A．初始温度为27K，升高了20K B．初始温度为300.15K，升高了20K C．初始温度为27K，升高了293.15K D．初始温度为300.15K，升高了293.15K 5．（23-24高二下·浙江·期中）气体初始温度为14，升高到41。用热力学温标表示，气体初始温度为（　　） A．气体初始温度为14K，升高了300K B．气体初始温度为287K，升高了27K C．气体初始温度为14K，升高了41K D．气体初始温度为287K，升高了300K 6．（23-24高二下·宁夏·期中）关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（  ） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．的温度可用热力学温度粗略地表示为273K C．温度升高了1就是升高了1K D．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 题型03：热平衡定律 7．（24-25高二下·全国）如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的（   ） A．温度、压强、体积都一定达到了稳定的状态不再变化 B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的 C．温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态 D．温度、压强变得一样，但体积仍可变化 8．（24-25高二下·全国·课堂例题）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 9．（24-25高二下·全国）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 题型04：温度和分子动能的关系 10．（23-24高二下·山东淄博·期末）某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，所对应的气体分子平均动能分别为、、，则（    ） A． B．， C． D． 11．（23-24高二下·北京大兴·期末）比较的热水和的水蒸汽，下列说法正确的是（　　） A．热水分子的平均动能比水蒸汽的大 B．热水分子的速率都比水蒸汽的小 C．热水分子的热运动比水蒸汽的剧烈 D．热水的内能比相同质量的水蒸汽的小 12．（23-24高二下·江苏宿迁·期中）氧气分子在0℃和100℃下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率下的氧气分子数目占氧气分子总数的百分比，如图所示，由图线信息可得（　　） A．温度升高时，所有分子的速率都增大 B．图线①的温度高于图线②的温度 C．温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小 D．温度升高，曲线峰值向左移动 【双基达标】 一、单选题 1．（24-25高二下·全国）小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后像图中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下，你认为小宁找错的是（　　） A．不应倒入另一个烧杯中，这会使温度降低 B．水倒得太少，温度计玻璃泡不能完全浸没 C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视 D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读 2．（24-25高二下·全国·课后作业）南极的最低气温可达到，科考队员要测量南极的气温，应选用（   ） A．水银温度计 B．酒精温度计 C．煤油温度计 D．体温计 3．（24-25高二下·全国）下列关于系统是否处于平衡态的说法，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．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 C．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，只需要确定温度 4．（24-25高二下·全国·课堂例题）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 5．（23-24高二下·全国）两个物体之间发生了热传递，则（　　） A．内能大的物体向内能小的物体传递热量 B．比热容大的物体向比热容小的物体传递热量 C．含热量多的物体向含热量少的物体传递热量 D．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，当温度相等时传热停止 6．（23-24高二下·海南海口·期末）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 7．（23-24高二下·黑龙江大庆·期末）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 8．（23-24高二下·河北邢台·期中）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 9．（23-24高二下·吉林长春·阶段练习）真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。如图所示，在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（　　） A．胎内空气中每个分子的分子动能都减小 B．胎内空气分子的分子平均动能不变 C．胎内空气分子势能减小 D．胎内空气对胎壁单位时间单位面积上的撞击次数减少 10．（22-23高二下·陕西西安·期末）关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（　　） A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等 B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布 C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多 D．一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大 11．（22-23高二下·江苏苏州·期中）如图甲所示是浇花的一种喷壶，图乙是喷壶的切面图，假设喷壶中装有一部分水但未装满，里面有一部分大气压为的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门后，再通过打气筒向喷壶内充入一部分大气压也为的气体，并保持阀门关闭。假设此充气过程中壶内气体温度保持不变，研究的气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）    A．壶内充入气体，壶内气体分子的平均动能增加 B．壶内充入气体的过程越来越吃力，是因为气体分子之间存在斥力 C．阀门打开后壶内气体的压强不断减小 D．从喷壶中喷出的水雾飘在空中，水雾的运动为布朗运动 二、多选题 12．（24-25高二下·全国·课后作业）下列说法正确的是（　　） A．在10℃时，一个氧气分子的分子动能为，当温度升高到20℃时，这个分子的分子动能为，则 B．在10℃时，每一个氧气分子的温度都是10℃ C．在10℃时，氧气分子的平均速率为，氢气分子的平均速率为，则 D．在一般温度下，各种气体分子的平均速率都不为零 13．（24-25高二下·全国·课后作业）下列关于平衡态与热平衡的说法正确的是（   ） A．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的 B．热平衡就是平衡态 C．处于热平衡的几个系统的温度一定相等 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 14．（24-25高二下·全国·随堂练习）两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法，正确的是（　　） A．不能 B．要看它们后来的温度是否相同 C．取决于其他状态参量是否相同 D．系统达到热平衡，其温度一定相同 15．（24-25高二下·全国·随堂练习）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．（24-25高二下·全国·课后作业）关于热平衡，下列说法正确的是（　　） A．处于热平衡的两个系统内能一定相同 B．标准状态下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡 C．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 D．测量体温的温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡 17．（23-24高二下·全国·课后作业）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 18．（22-23高二下·河南焦作·阶段练习）下列说法正确的是（　　） A．质量和温度都相同的气体，内能不一定相同 B．温度低的物体分子运动的平均速率小 C．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变 D．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 E．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 19．（22-23高二下·山东·阶段练习）甲、乙两个密闭的容器中分别装有相同质量的同种气体，两容器的容积分别为、，两容器中气体的压强分别为、，已知，，则下列说法正确的是（　　） A．甲容器中气体分子的平均速率较大 B．乙容器中气体分子与器壁的平均撞击力较大 C．甲容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多 D．乙容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多 20．（20-21高二下·山东烟台·期中）相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是（　　） A．温度高的容器中氢分子的平均速率更大 B．两个容器中氢分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布规律 C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 21．（21-22高二下·吉林长春·阶段练习）如图所示是氧气分子在和两种不同温度下的速率分布情景图像，下列说法正确的是（    ） A．图像①是氧气分子在时的速率分布情景图像 B．两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间多，两头少”的分布规律 C．随着温度的升高，并不是每一个氧气分子的速率都增大 D．的氧气，速率大的分子比例较少，其分子的平均速率比小 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲：温度和温标 【考点归纳】 考点01：分子动能 考点02：热力学温度T与摄氏温度t的关系 考点03：热平衡定律 考点04：温度和分子动能的关系 【知识归纳】 知识点一、状态参量与平衡态 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统． (2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界． 2．状态参量：用来描述系统状态的物理量．常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等． 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态． 知识点二、热平衡与温度 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡． 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡． 3．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量． 4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度． 知识点三、温度计与温标 1．确定一个温标的方法 (1)选择一种测温物质． (2)了解测温物质用以测温的某种性质． (3)确定温度的零点和分度的方法． 2．热力学温度T与摄氏温度t (1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃. (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K. (3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K. 【题型归纳】 题型01：分子动能 1．（24-25高二下·全国）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。 2．（23-24高二下·江苏南京·期末）关于质量相同的0℃的水和0℃的水蒸气，下列说法中正确的是（　　） A．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能相同，内能不相同 B．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能不同，内能不相同 C．分子数相同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同 D．分子数不同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同 【答案】C 【详解】质量相同的0℃的水和0℃的水蒸气，它们的物质的量相同，则它们的分子数是相同的。温度相同的物体，分子平均动能相同，所以0℃的水和0℃的水蒸气的分子平均动能相同，由0℃的水变为0℃的水蒸气，需要吸收热量，分子间距离变大，而它们分子平均动能相同，因此分子势能不相同，内能也不相同。 故选C。 3．（2024·山东青岛·三模）如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A．外界对气体做的功小于气体内能的增加 B．气体温度升高，每个分子的动能都增大 C．气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D．气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 【答案】C 【详解】A．车体会突然下沉挤压气囊，外界对气体做的功等于气体内能的增加，故A错误； B．气体温度升高，气体的平均动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，故B错误； C．由于温度升高，分子平均速率增大，体积减小，分子密度增大，气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大，故C正确； D．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定，故D错误。 故选C。 题型02：热力学温度T与摄氏温度t的关系 4．（24-25高二下·全国）气体初始温度为27℃，升高了20℃。用热力学温标表示为（　　） A．初始温度为27K，升高了20K B．初始温度为300.15K，升高了20K C．初始温度为27K，升高了293.15K D．初始温度为300.15K，升高了293.15K 【答案】B 【详解】气体初始温度为27℃，摄氏温度与热力学温度的关系是 可知气体初始温度用热力学温标表示 升高了 故选B。 5．（23-24高二下·浙江·期中）气体初始温度为14，升高到41。用热力学温标表示，气体初始温度为（　　） A．气体初始温度为14K，升高了300K B．气体初始温度为287K，升高了27K C．气体初始温度为14K，升高了41K D．气体初始温度为287K，升高了300K 【答案】B 【详解】用热力学温标表示，气体初始温度为 升高了 故选B。 6．（23-24高二下·宁夏·期中）关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错误的是（  ） A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B．的温度可用热力学温度粗略地表示为273K C．温度升高了1就是升高了1K D．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】D 【详解】A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中七个基本单位之一，故A正确，不符合题意； B．热力学温标与摄氏温标两者大小关系为 T=t+273.15K 因此的温度可用热力学温度粗略地表示为273K，故B正确，不符合题意； C．温度升高了1就是升高了1K，故C正确，不符合题意； D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，但是两者大小关系为 T=t+273.15K 可以进行转换，所以两者表示的温度可以换算单位之后进行比较，故D错误，符合题意。 故选D。 题型03：热平衡定律 7．（24-25高二下·全国）如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的（   ） A．温度、压强、体积都一定达到了稳定的状态不再变化 B．温度一定达到了某一稳定值，但压强和体积仍是可以变化的 C．温度一定达到了某一稳定值，并且分子不再运动，达到了“凝固”状态 D．温度、压强变得一样，但体积仍可变化 【答案】A 【详解】ABD．如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化，A正确，BD错误； C．温度达到稳定值，分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态，C错误。 故选A。 8．（24-25高二下·全国·课堂例题）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。 9．（24-25高二下·全国）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。 题型04：温度和分子动能的关系 10．（23-24高二下·山东淄博·期末）某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，所对应的气体分子平均动能分别为、、，则（    ） A． B．， C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据麦克斯韦分布律可知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故Ⅰ的温度最低，Ⅲ的温度最高，即 故AB错误； CD．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，则 故C正确，D错误。 故选C。 11．（23-24高二下·北京大兴·期末）比较的热水和的水蒸汽，下列说法正确的是（　　） A．热水分子的平均动能比水蒸汽的大 B．热水分子的速率都比水蒸汽的小 C．热水分子的热运动比水蒸汽的剧烈 D．热水的内能比相同质量的水蒸汽的小 【答案】D 【详解】A．分子的平均动能只和温度有关，温度越高分子的平均动能越大，热水温度小于水蒸气，所以热水分子的平均动能小于水蒸气分子的平均动能，故A错误； B．无论什么温度的物体所含有的分子都有速率快的和慢的，只是温度越高速率高的分子所占的比例比较高，故B错误； C．温度越高分子运动的越剧烈，热水温度小于水蒸气温度，水蒸气分子运动的比较剧烈，故C错误； D．一定量物质的内能是其所有分子的热运动的动能和分子势能的总和。对于相同质量的热水和水蒸气来说，热水的温度比水蒸气低，所以热水的分子总动能小于水蒸气分子的总动能，同时，热水的分子平均距离小于水蒸气分子的平均距离，所以热水的分子总势能和也小于水蒸气的分子总势能，所以热水的内能比水蒸气的内能小，故D正确。 故选D。 12．（23-24高二下·江苏宿迁·期中）氧气分子在0℃和100℃下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率下的氧气分子数目占氧气分子总数的百分比，如图所示，由图线信息可得（　　） A．温度升高时，所有分子的速率都增大 B．图线①的温度高于图线②的温度 C．温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小 D．温度升高，曲线峰值向左移动 【答案】C 【详解】A．温度升高时，分子的平均速率增大，速率大的分子数目增加，但并不是所有分子的速率都增大，故A错误； BD．温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数目增加，可知实线对应的温度高一些，故图线①的温度小于图线②的温度，温度升高，曲线峰值向右移动，故BD错误； C．温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数目增大，速率小的分子数目减少，故温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小，故C正确。 故选C 【双基达标】 一、单选题 1．（24-25高二下·全国）小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后像图中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下，你认为小宁找错的是（　　） A．不应倒入另一个烧杯中，这会使温度降低 B．水倒得太少，温度计玻璃泡不能完全浸没 C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视 D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读 【答案】C 【详解】AB．题中将少量水倒入另一烧杯，测量有两处错误：其一，少量水不能完全浸没温度计玻璃泡，达到热平衡时测量的不是水的温度；其二，少量水倒入另一烧杯，这少量水与另一烧杯又达到一个热平衡，温度已改变，再用温度计测量时，测出的是这个热平衡状态的温度，而不是待测水的温度了，所以小宁找对了。AB不符合题意。 CD．题中C项读数小宁找得对，但小宁在D选项中要把温度计取出来读数就不对了，当把温度计取出时，在空气中它与空气间存在温度差，有热交换会失去原来的热平衡，示数变化。选项C符合题意，D不符合题意。 故选C。 2．（24-25高二下·全国·课后作业）南极的最低气温可达到，科考队员要测量南极的气温，应选用（   ） A．水银温度计 B．酒精温度计 C．煤油温度计 D．体温计 【答案】B 【详解】水银温度计的测温范围约为；酒精温度计的测温范围约为；煤油温度计的测温范围约为；体温计的测温范围约为，所以适宜用酒精温度计测量，B选项符合题意。 故选B。 3．（24-25高二下·全国·课后作业）下列关于系统是否处于平衡态的说法，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．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 C．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，只需要确定温度 【答案】C 【详解】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会发生变化，选项A错误； B．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为热能，不是平衡态，B错误。 C．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，C正确； D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，需要力学、几何、热学角度描述气体，即从压强、体积、温度描述，选项D错误。 故选C。 4．（24-25高二下·全国·课堂例题）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。 5．（23-24高二下·全国·课后作业）两个物体之间发生了热传递，则（　　） A．内能大的物体向内能小的物体传递热量 B．比热容大的物体向比热容小的物体传递热量 C．含热量多的物体向含热量少的物体传递热量 D．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，当温度相等时传热停止 【答案】D 【详解】ABC．两个物体之间发生热传递的条件是存在温度差，与内能、比热容、热量等无关，故ABC错误； D．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，当温度相等时传热停止，故D正确。 故选D。 6．（23-24高二下·海南海口·期末）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。 7．（23-24高二下·黑龙江大庆·期末）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。 8．（23-24高二下·河北邢台·期中）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。 9．（23-24高二下·吉林长春·阶段练习）真空轮胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起时，胎内表面形成一定的压力，提升了对破口的自封能力，避免了像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶的安全性。如图所示，在北方的冬季，先在室内给真空胎内充入一定质量的空气，然后把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是（　　） A．胎内空气中每个分子的分子动能都减小 B．胎内空气分子的分子平均动能不变 C．胎内空气分子势能减小 D．胎内空气对胎壁单位时间单位面积上的撞击次数减少 【答案】D 【详解】A．气体温度降低，根据分子动理论可知分子平均动能减小，但并不是每个气体分子运动的动能都减小，故A错误； B．气体温度降低，气体分子平均动能减小，故B错误； C．理想气体的分子势能忽略不计，故C错误； D．气体的分子数密度不变，温度降低，所以气体分子在单位时间内对胎壁单位面积的撞击次数减小，故D正确。 故选D。 10．（22-23高二下·陕西西安·期末）关于气体热现象的微观解释，下列说法中正确的是（　　） A．密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目一定相等 B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布 C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多 D．一定质量的理想气体，温度不变，体积减小时，气体的内能一定增大 【答案】B 【详解】A．气体分子做无规则运动，在密闭在容器中的气体，在某一时刻向各个方向运动的气体分子数目基本相等，但不能说一定相等，A错误； B．大量气体分子的速率有大有小，但是按“中间多，两头少”的规律分布，B正确； C．温度升高，分子热运动加快，分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数不知如何变化，所以气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数不一定增多，C错误； D．温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体，温度不变，则气体的内能不变，D错误。 故选B。 11．（22-23高二下·江苏苏州·期中）如图甲所示是浇花的一种喷壶，图乙是喷壶的切面图，假设喷壶中装有一部分水但未装满，里面有一部分大气压为的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门后，再通过打气筒向喷壶内充入一部分大气压也为的气体，并保持阀门关闭。假设此充气过程中壶内气体温度保持不变，研究的气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）    A．壶内充入气体，壶内气体分子的平均动能增加 B．壶内充入气体的过程越来越吃力，是因为气体分子之间存在斥力 C．阀门打开后壶内气体的压强不断减小 D．从喷壶中喷出的水雾飘在空中，水雾的运动为布朗运动 【答案】C 【详解】A．充气过程中壶内气体温度保持不变，分子的平均动能不变，A错误； B．壶内充入气体的过程越来越吃力，是因为壶内气体压强越来越大，B错误； C．将阀门打开后壶内气体膨胀，气体从壶中逸出，壶内气体分子数减少，故压强减小，C正确； D．从喷壶中喷出的水雾不属于布朗运动，布朗运动人眼看不到，D错误。 故选C。 二、多选题 12．（24-25高二下·全国·课后作业）下列说法正确的是（　　） A．在10℃时，一个氧气分子的分子动能为，当温度升高到20℃时，这个分子的分子动能为，则 B．在10℃时，每一个氧气分子的温度都是10℃ C．在10℃时，氧气分子的平均速率为，氢气分子的平均速率为，则 D．在一般温度下，各种气体分子的平均速率都不为零 【答案】CD 【详解】AB．单个分子的动能、速率是随时变化的，因而说单个分子的动能、速率是没有意义的，温度是大量分子做热运动的平均动能的标志，温度对单个分子也是没有意义的，故AB错误； C．设氧气分子与氢气分子的平均动能分别为，质量分别为，氧气与氢气的温度相同，分子的平均动能相等，即，又因为分子质量，则，故C正确。 D．气体分子做无规则运动的动能不为零，故平均速率不为零，故D正确。 故选CD。 13．（24-25高二下·全国·课后作业）下列关于平衡态与热平衡的说法正确的是（   ） A．两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来的温度是相等的 B．热平衡就是平衡态 C．处于热平衡的几个系统的温度一定相等 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 【答案】AC 【详解】AC．只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统原来就处于热平衡，而温度是决定两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，所以两个系统的温度一定相等，故AC正确； B．平衡态是对一个系统而言，热平衡是两个系统相互影响的结果，故B错误； D．一个系统的温度、压强、体积都不变化，系统才处于平衡态，仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论，故D错误。 故选AC。 14．（24-25高二下·全国·随堂练习）两个处于热平衡状态的系统，由于受外界影响，状态参量发生了变化，下列关于它们后来是否能处于热平衡状态的说法，正确的是（　　） A．不能 B．要看它们后来的温度是否相同 C．取决于其他状态参量是否相同 D．系统达到热平衡，其温度一定相同 【答案】BD 【详解】A．若两个系统状态参量变化后温度仍相同，则它们可以处于热平衡状态，并非一定不能，故A 错误； B．热平衡的标志就是温度相同，两个系统状态参量变化后，若温度相同就能处于热平衡状态，若温度不同则不能，所以要看它们后来的温度是否相同，故B 正确； C．热平衡与否主要取决于温度，而不是其他状态参量，其他状态参量不同，只要温度相同也可处于热平衡，故C 错误； D．根据热平衡的定义，系统达到热平衡时，其温度一定相同，这是热平衡的基本特征，故D 正确。 故选BD。 15．（24-25高二下·全国·随堂练习）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．（24-25高二下·全国·课后作业）关于热平衡，下列说法正确的是（　　） A．处于热平衡的两个系统内能一定相同 B．标准状态下冰水混合物与0 ℃的水未达到热平衡 C．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 D．测量体温的温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡 【答案】CD 【详解】A．处于热平衡的两个系统温度相同，但是内能不一定相同，选项A错误； B．标准状态下冰水混合物的温度为0 ℃，与0 ℃的水达到热平衡，选项B错误； C．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，选项C正确； D．测量体温的温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡，选项D正确。 故选CD。 17．（23-24高二下·全国·课后作业）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。 18．（22-23高二下·河南焦作·阶段练习）下列说法正确的是（　　） A．质量和温度都相同的气体，内能不一定相同 B．温度低的物体分子运动的平均速率小 C．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变 D．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 E．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 【答案】ADE 【详解】A．内能的大小与物质的量、温度、体积和物态均有关，可知，质量和温度都相同的气体，内能不一定相同，故A正确； B．温度低的物体分子运动的平均动能小，由于分子种类有可能不相同，则平均速率不一定小，故B错误； C．气体温度变化时，体积可能不变，即分子间距离可能不变，分子势能也可能不变，故C错误； D．一定量的气体，在体积不变时，分子分布的密集程度不变，根据查理定律可知，温度降低时，压强减小，分子运动的平均速率减小，则分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小，故D正确； E．压强不变，温度降低时，分子运动的平均速率减小，则分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，故E正确。 故选ADE。 19．（22-23高二下·山东·阶段练习）甲、乙两个密闭的容器中分别装有相同质量的同种气体，两容器的容积分别为、，两容器中气体的压强分别为、，已知，，则下列说法正确的是（　　） A．甲容器中气体分子的平均速率较大 B．乙容器中气体分子与器壁的平均撞击力较大 C．甲容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多 D．乙容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多 【答案】AD 【详解】相同质量的同种气体，体积越小，分子密度越大，压强相同，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多，气体分子的平均速率较小，分子与器壁的平均撞击力较小。 故选AD。 20．（20-21高二下·山东烟台·期中）相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是（　　） A．温度高的容器中氢分子的平均速率更大 B．两个容器中氢分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布规律 C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 【答案】ABD 【详解】A．在密度相同时，温度越高，分子平均速率越大，A正确； B．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，分子数百分率呈现“中间多，两头少”的统计规律，B正确； C．温度高，分子平均速率大，与任一分子的速率无关，C错误； D．温度升高则分子运动的激烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确。 故选ABD。 21．（21-22高二下·吉林长春·阶段练习）如图所示是氧气分子在和两种不同温度下的速率分布情景图像，下列说法正确的是（    ） A．图像①是氧气分子在时的速率分布情景图像 B．两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间多，两头少”的分布规律 C．随着温度的升高，并不是每一个氧气分子的速率都增大 D．的氧气，速率大的分子比例较少，其分子的平均速率比小 【答案】ABC 【详解】A．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，所以①是氧气分子在0℃下的速率分布情景图像，故A正确； B．两种温度下，都是中等速率大的氧气分子数所占的比例大，呈现“中间多，两头少”的分布规律，故B正确； C．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不是每一个氧气分子的速率都增大，故C正确； D．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均速率增大，故D错误。 故选ABC。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$