2.1 温度和温标（专题训练）【四大题型】-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019选择性必修第三册）

2.1 温度和温标（专题训练）【四大题型】 【考点1 分子动能】 1 【考点2 热力学第零定律：热平衡定律】 2 【考点3 热力学温标及其与摄氏温标的换算关系】 4 【考点4 气体的状态参量】 5 【考点1 分子动能】 1．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C．物体的温度下降，物体内每个分子热运动的动能都减小 D．温度是分子热运动的平均动能的标志 2．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 3．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 4．下列有关分子动理论的一些说法正确的是（　　） A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动 C．密闭容器中一定温度下的气体分子沿各个方向运动的机会不相等 D．物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大 5．半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（　　） A．硅晶体在熔化时平均分子动能增加 B．这种渗透过程是自发可逆的 C．这种渗透过程是分子的扩散现象 D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加 6．（多选）炎热的夏天，中午气温升高，汽车轮胎内的气体压强变大。与夜间相比，中午轮胎内的气体（　　） A．分子的平均动能增大 B．单位体积内分子的个数增多 C．所有分子的运动速率都增大 D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力增大 7．（多选）有一块铜温度升高了，下列说法中正确的是（　　） A．铜块内所有分子的动能都增大了 B．铜块内分子的平均动能增大了 C．铜块内某些分子的动能可能减小了 D．铜块内分子的平均速率增大了 8．（多选）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　） A．扩散现象说明构成物质的分子在做无规则运动 B．一定质量的0℃的水变成0℃的冰，体积变大，所以其分子势能增大 C．若气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 D．温度相同的两物体，内能可能不同，分子运动的平均动能相同 9.分子动能 （1）定义：分子由于 而具有的动能。 （2）分子热运动的平均动能：所有分子的动能的 。 （3）温度的微观含义：温度是 的平均动能的标志。 【考点2 热力学第零定律：热平衡定律】 10．热力学系统的平衡态是一种（　　） A．定态平衡 B．动态平衡 C．分子已经不动 D．只是温度一定达到了某一稳定值 11．下列处于平衡态的是（　　） A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐 C．突然被压缩的气体 D．开空调2min内教室内的气体 12．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 13．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调1min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时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态 D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 14．（多选）下列有关热平衡的说法，不正确的是（　　） A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态 B．热平衡定律只能研究三个系统的问题 C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 15．（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1 K C．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 16．（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 17．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 ，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 （3）温度：热平衡中，表征“共同的 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 【考点3 热力学温标及其与摄氏温标的换算关系】 18．在美国的日常生活中多用华氏温度。华氏温标是1714年德国物理学家华伦海特提出的，而摄氏温标是瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯于1742年提出的。华氏温度规定水凝固时的温度为32华氏度，标准大气压下水沸腾的温度为212华氏度，中间分为180等份，每一等份代表1华氏度（华氏度单位符号为）。2021年2月美国遭遇了罕见的寒潮风暴，美国南部德克萨斯州有名的热带城市休斯敦突降暴风雪，2021年2月16日气温降到12.2 ，换算成摄氏温度为（　　） A．53.96 ℃ B．10.04 ℃ C．11 ℃ D．－11 ℃ 19．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 20．小明自定一种新温标，他将冰熔点与水沸点之间的温度等分为200格，且将冰熔点的温度定为（上述皆为标准大气压下），今小明测量一杯水的温度为时，则该温度用摄氏温标表示时应为（　　） A． B． C． D． 21．关于热力学温度，下列说法中正确的是（　　） A． B．温度变化了，也就是温度变化了 C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 22．（多选）下列关于温度的说法正确的是（　　） A．27 ℃相当于301.15 K B．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K C．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K D．温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度由T升至2T 23．（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 24．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的熔点（冰点）摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典天文学家A。摄尔修斯设计的，以冰点定作0℃，汽化点定作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做摄氏温度.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-273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标（或绝对温标）热力学温标用K表示单位，常用T表示。试回答： （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-273℃为绝对零度，在一标准大气压下，室温27℃可以表示为 K，水的沸点是 ℃，即 K。 （3）如果物体的温度升高1℃，那么，物体的温度将升高 K。 【考点4 气体的状态参量】 25．如图所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压强为，重力加速度为g，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p为（　　） A． B． C． D． 26．竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（  ） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 27．如图所示，足够长U形管竖直放置，左右两侧分别用水银封有A、B两部分气体，气柱及液柱长度如图中标注所示。已知大气压强为p0=75cmHg，h1=5cm，h2=10cm，则有（　　） A．pB=65cmHg B．pB =90cmHg C．pA =80cmHg D．pA=90cmHg 28．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差h为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．20cmHg B．56cmHg C．76cmHg D．96cmHg 29．（多选）如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为60°，A支管中有一段长为h=8cm的水银柱保持静止。已知大气压强为p0=76cmHg，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高4cm B．B管内水银面比管外水银面低4cm C．管内封闭气体的压强为68cmHg D．管内封闭气体的压强为72cmHg 30．（多选）竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（　　） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 31．（多选）如图所示，活塞质量为m，汽缸质量为M，通过弹簧吊在空中，汽缸内封住一定质量的空气，汽缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为，则（　　）    A．汽缸内空气的压强等于 B．汽缸内空气的压强等于 C．弹簧弹力的大小为 D．内外空气对活塞的作用力大小为 32．如图所示，竖直向上放置的横截面积为S的汽缸内，有两个质量分别为m1和m2的圆柱形光滑活塞，封闭着两部分气体A与B，若外界大气压强为p0，重力加速度为g，则气体A的压强pA＝ 。 33．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？ 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 温度和温标（专题训练）【四大题型】 【考点1 分子动能】 1 【考点2 热力学第零定律：热平衡定律】 4 【考点3 热力学温标及其与摄氏温标的换算关系】 7 【考点4 气体的状态参量】 10 【考点1 分子动能】 1．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C．物体的温度下降，物体内每个分子热运动的动能都减小 D．温度是分子热运动的平均动能的标志 【答案】D 【详解】A．布朗运动是固体微粒的无规则运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误； B．当分子之间的距离小于时，随着分子之间距离的增大分子间的相互作用力减小；当分子之间的距离大于时，随着分子之间距离的增大分子间的相互作用力先增大后减小，B错误； C．物体的温度下降，物体内分子热运动的平均动能会减小，但不是每个分子热运动的动能都减小，C错误； D．温度是分子热运动的平均动能的标志，D正确。 故选D。 2．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。 3．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。 4．下列有关分子动理论的一些说法正确的是（　　） A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动 C．密闭容器中一定温度下的气体分子沿各个方向运动的机会不相等 D．物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大 【答案】B 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故A错误； B．不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象表明，分子在永不停息地做无规则运动，故B正确； C．密闭容器中一定温度下的气体分子沿各个方向运动的机会均等，故C错误； D．温度升高，分子平均动能增大，不一定所有分子的动能都增大，故D错误。 故选B。 5．半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（　　） A．硅晶体在熔化时平均分子动能增加 B．这种渗透过程是自发可逆的 C．这种渗透过程是分子的扩散现象 D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加 【答案】C 【详解】A．晶体熔化时温度不变，因此平均分子动能不变，故A错误； B．掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，所以这种渗透过程是分子的扩散现象该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，故B错误； C．这种渗透过程是分子的扩散现象，故C正确； D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，分子的平均速率增大，并不是所有分子的热运动速率都增加，故D错误。 故选C。 6．（多选）炎热的夏天，中午气温升高，汽车轮胎内的气体压强变大。与夜间相比，中午轮胎内的气体（　　） A．分子的平均动能增大 B．单位体积内分子的个数增多 C．所有分子的运动速率都增大 D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力增大 【答案】AD 【详解】AC．中午气温高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的运动速率都增大，故A正确，C错误； BD．由于汽车轮胎内的气体压强变大，轮胎会略微膨胀，则单位体积内分子的个数减少，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力增大，故B错误，D正确。 故选AD。 7．（多选）有一块铜温度升高了，下列说法中正确的是（　　） A．铜块内所有分子的动能都增大了 B．铜块内分子的平均动能增大了 C．铜块内某些分子的动能可能减小了 D．铜块内分子的平均速率增大了 【答案】BCD 【详解】铜块温度升高，则铜块内分子的平均动能增大，铜块内分子的平均速率增大，但并非所有分子的动能都增大，某些分子的动能可能减小。 故选BCD。 8．（多选）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　） A．扩散现象说明构成物质的分子在做无规则运动 B．一定质量的0℃的水变成0℃的冰，体积变大，所以其分子势能增大 C．若气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 D．温度相同的两物体，内能可能不同，分子运动的平均动能相同 【答案】AD 【详解】A．扩散现象说明构成物质的分子在做无规则运动，A正确； B．一定质量的0℃的水变成0℃的冰时，放出热量，内能减小，由于分子平均动能不变，因此分子势能减小，故B错误； C．根据气体状态方程可知对于一定质量的气体，气体温度升高，若体积增大则压强可能增大、可能减小，也可能不变，故C错误； D．内能的大小与物质的量、体积、温度有关，温度相同的两物体平均动能相同，但内能可能不同，D正确。 故选AD。 9.分子动能 （1）定义：分子由于 而具有的动能。 （2）分子热运动的平均动能：所有分子的动能的 。 （3）温度的微观含义：温度是 的平均动能的标志。 【答案】（1）无规则运动 （2）平均值 （3）大量分子 【解析】（1）定义：分子由于无规则运动而具有的动能。 （2）分子热运动的平均动能：所有分子的动能的平均值； （3）温度的微观含义：温度是大量分子的平均动能的标志。 【考点2 热力学第零定律：热平衡定律】 10．热力学系统的平衡态是一种（　　） A．定态平衡 B．动态平衡 C．分子已经不动 D．只是温度一定达到了某一稳定值 【答案】B 【详解】热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均动能不随时间变化，系统的状态参量均不随时间发生变化。 故选B。 11．下列处于平衡态的是（　　） A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间 B．刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐 C．突然被压缩的气体 D．开空调2min内教室内的气体 【答案】A 【详解】A．金属块放在沸水中加热足够长的时间，其状态参量稳定不变，系统处于平衡态，故A正确； B. 刚刚放在教室中的一杯热水和一杯加较多冰块的可乐其状态参量都是不稳定的，不是平衡状态，选项Ｂ错误； C．突然被压缩的气体温度升高，压强变大，故其不处于平衡态，故C错误； D．开空调2min内教室内的气体温度、体积均有变化，故其不处于平衡态，故D错误。 故选A。 12．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。 13．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是（　　） A．开空调1min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时，这两个物体组成的系统处于非平衡态 C．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态 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1min内教室内的气体温度、体积均要变化，故不是平衡态，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．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，故不是平衡态，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，故不是平衡态，故D错误。 故选B。 14．（多选）下列有关热平衡的说法，不正确的是（　　） A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态 B．热平衡定律只能研究三个系统的问题 C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态 D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别 【答案】ABD 【详解】A．处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错误，符合题意； B．热平衡定律对多个系统也适用，故B错误，符合题意； C．由热平衡的意义可知如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态，故C正确，不符合题意； D．温度相同是热平衡的标志，故D错误，符合题意。故选ABD。 15．（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1 K C．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 【详解】A．处于热平衡状态的系统，温度一定相同，故A正确； B．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1 K，故B正确； C．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； D．温度是分子平均动能的宏观标志，故D错误。 故选AB。 16．（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 【详解】AB．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； 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，C错误； D．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。 【点睛】处理平衡态问题的三个要点 （1）平衡态与热平衡不同，平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡，热平衡指的是两个系统之间没有热量传递。 （2）必须要经过较长一段时间，直到系统内所有状态参量都不随时间变化，这才是平衡态。 （3）系统处于平衡态，它与外界没有能量交换。 17．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 ，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 （3）温度：热平衡中，表征“共同的 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 【答案】 不再变化 热平衡 热学 温度 【详解】（1）[1] 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）[2] 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）[3] 温度是热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。 （4）[4]达到热平衡的系统都具有相同的温度。 【考点3 热力学温标及其与摄氏温标的换算关系】 18．在美国的日常生活中多用华氏温度。华氏温标是1714年德国物理学家华伦海特提出的，而摄氏温标是瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯于1742年提出的。华氏温度规定水凝固时的温度为32华氏度，标准大气压下水沸腾的温度为212华氏度，中间分为180等份，每一等份代表1华氏度（华氏度单位符号为）。2021年2月美国遭遇了罕见的寒潮风暴，美国南部德克萨斯州有名的热带城市休斯敦突降暴风雪，2021年2月16日气温降到12.2 ，换算成摄氏温度为（　　） A．53.96 ℃ B．10.04 ℃ C．11 ℃ D．－11 ℃ 【答案】D 【详解】根据题意知， 故度等于1.8华氏度，故 当气温降到12.2 换算成摄氏温度为 故选D。 19．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。 20．小明自定一种新温标，他将冰熔点与水沸点之间的温度等分为200格，且将冰熔点的温度定为（上述皆为标准大气压下），今小明测量一杯水的温度为时，则该温度用摄氏温标表示时应为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】每格表示 比冰熔点高出的温度为 故选C。 21．关于热力学温度，下列说法中正确的是（　　） A． B．温度变化了，也就是温度变化了 C．摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D．温度由升至，对应的热力学温度升高了 【答案】B 【详解】A．由热力学温度与摄氏温度的关系可得 故A错误； BD．热力学温度和摄氏温度的关系是 可知，温度变化了，也就是温度变化了，温度由升至，对应的热力学温度升高了，故D错误，B正确； C．热力学温度不可以取负值，故C错误。 故选B。 22．（多选）下列关于温度的说法正确的是（　　） A．27 ℃相当于301.15 K B．水的沸点为100 ℃，用热力学温度表示即为373.15 K C．水从0 ℃升高到100 ℃，用热力学温度表示即为从273.15 K升高到373.15 K D．温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度由T升至2T 【答案】BC 【详解】A．根据 可知27 ℃相当于 故A错误； B．根据 可知100 ℃相当于 故B正确； C．根据 可知0 ℃相当于 且100 ℃相当于 可知水从0 ℃升高到100 ℃，可知用热力学温度表示即为从273..15 K升高到373.15 K，故C正确； D．根据 可知温度为t相当于 温度为2t相当于 可知 故温度由摄氏温度t升至2t（t>0 ℃），对应的热力学温度不是由T升至2T，故D错误。 故选BC。 23．（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。 24．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的熔点（冰点）摄氏温标（以前称为百分温标）是由瑞典天文学家A。摄尔修斯设计的，以冰点定作0℃，汽化点定作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做摄氏温度.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-273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标（或绝对温标）热力学温标用K表示单位，常用T表示。试回答： （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-273℃为绝对零度，在一标准大气压下，室温27℃可以表示为 K，水的沸点是 ℃，即 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】 T=t+273.15K 300 100 373 1 【详解】（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-273.15℃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 T=t+273.15K （2）[2][3][4]如果取-273℃为绝对零度，则T与t的关系为 T=t+273K 显然，室温27℃可以表示为300K，在一标准大气压下，冰的沸点为100℃，即为373K； （3）[5]因 T=t+273.15K 所以当t由1℃增加到2℃时，T就由 1+273.15K=274.15K 增加到 2+273.15K=275.15K 显然物体的温度升高了1℃，温度升高了1K。 【考点4 气体的状态参量】 25．如图所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压强为，重力加速度为g，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】以圆板A为研究对象，竖直方向受力平衡，有 所以 得 故选D。 26．竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（  ） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 【答案】D 【详解】AB．根据等液面法求压强得 故AB错误； CD．根据 得 故C错误，D正确。 故选D。 27．如图所示，足够长U形管竖直放置，左右两侧分别用水银封有A、B两部分气体，气柱及液柱长度如图中标注所示。已知大气压强为p0=75cmHg，h1=5cm，h2=10cm，则有（　　） A．pB=65cmHg B．pB =90cmHg C．pA =80cmHg D．pA=90cmHg 【答案】C 【详解】对B气体分析可知 对A气体分析可知 故选C。 28．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差h为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．20cmHg B．56cmHg C．76cmHg D．96cmHg 【答案】D 【详解】管内气体压强等于管内外水银面高度差产生的液体压强加大气压强，根据压强平衡可得 水银的压强可以用高度表示，因此管内气体的压强为 D正确，故选D。 29．（多选）如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为60°，A支管中有一段长为h=8cm的水银柱保持静止。已知大气压强为p0=76cmHg，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高4cm B．B管内水银面比管外水银面低4cm C．管内封闭气体的压强为68cmHg D．管内封闭气体的压强为72cmHg 【答案】AD 【详解】以A管中的水银为研究对象，则有 所以B管内压强为 且B管内封闭气体的压强比大气压强小，B管内水银面比管外水银面高 故选AD。 30．（多选）竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如图所示，大气压强，，，，下列说法正确的是（　　） A．空气柱b的压强为 B．空气柱b的压强为 C．空气柱a的压强为 D．空气柱a的压强为 【答案】AD 【详解】由于同种液体等高处压强相等，则 所以 故选AD。 31．（多选）如图所示，活塞质量为m，汽缸质量为M，通过弹簧吊在空中，汽缸内封住一定质量的空气，汽缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为，则（　　）    A．汽缸内空气的压强等于 B．汽缸内空气的压强等于 C．弹簧弹力的大小为 D．内外空气对活塞的作用力大小为 【答案】BC 【详解】AB．以汽缸为研究对象受力分析，由平衡条件得 解得汽缸内空气的压强等于 故A错误，B正确； CD．以汽缸，缸内气体及活塞整体为研究对象，由平衡条件得弹簧弹力 以活塞为研究对象，由平衡条件得 则内外空气对活塞的作用力 故C正确，D错误。 故选BC。 32．如图所示，竖直向上放置的横截面积为S的汽缸内，有两个质量分别为m1和m2的圆柱形光滑活塞，封闭着两部分气体A与B，若外界大气压强为p0，重力加速度为g，则气体A的压强pA＝ 。 【答案】 【详解】对质量为m1的圆柱形光滑活塞受力分析 对质量为m2的圆柱形光滑活塞受力分析 解得气体A的压强 33．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。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$