第2章 1 温度和温标-【成才之路·练案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步新课程学习指导(人教版)

练案[5] 第二章 1. 基础巩固练 知识点一状态参量与平衡态 1.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、体积都必须达到稳定的状态不 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、压强达到稳定状态，但体积仍可变化 2.下列各系统处于非平衡态的是 () A.放在 $$0 ^ { \circ } C$$ 的房间里的冰水混合物 B.放在沸水中加热足够长时间的铜块 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.一瓶放在房间中很久的84消毒液 知识点二热平衡与温度 3.温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，相 同的物理量是 () A.内能 B.分子势能 C.分子平均动能 D.热量 4.(多选)关于热平衡，下列说法正确的是 () A.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 B.标准状况下冰水混合物与 $$0 ^ { \circ } C$$ 的水未达到 热平衡 C.量体温时体温计需要和身体接触五分钟左 右是为了让体温计跟身体达到热平衡 D.冷热程度相同的两系统处于热平衡状态 5.(多选)下列说法正确的是 () A.两个系统处于热平衡时，它们一定具有相 同的热量 温度和温标 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的唯 一物理量 D.热平衡是温度计能够用来测量温度的基本 原理 知识点三温度计与温标 6.下列关于温标和温度的说法正确的是() A.今天最高气温是25℃，用热力学温度来表 示即为25K B.今天最低气温是283.15K,用摄氏温度来 表示即为13℃ C.今天从早晨到中午，气温上升了10℃，用热 力学温度来表示即上升10K D.今天从早晨到中午，气温上升了10℃，用热 力学温度来表示即上升25K 7.冬天，内蒙古的气温最低可达-42℃，为了测 量那里的气温应选用（已知水银的熔点是 -39.3℃，酒精的熔点是-114℃)() A.水银温度计 B.酒精温度计 C.水温度计 D.上述温度计均可 综合提升练 8.(多选)伽利略在1593年制造了世界上第一个 温度计一空气温度计，如图所示。一个细长 颈的球形瓶倒插在装有液体的槽中，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 49 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性质 制成的 9.（多选)两个原来处于热平衡状态的系统，分 开后，由于受外界的影响，其中一个系统的温 度升高了5K,另一个系统的温度升高了5℃， 则下列说法正确的是 A.两个系统不再是热平衡系统 B.两个系统此时仍是热平衡状态 C.两个系统的状态都发生了变化 D.两个系统的状态都没有发生变化 10.温度计是生活、生产中常用的测温 -A 装置。如图为一个简易温度计，一 B 根装有一小段有色水柱的细玻璃管 D 穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定 质量的气体。当外界温度发生变化 时，水柱位置将上下变化。已知A、 D间的测量范围为20~80℃，A、D间刻度均 匀分布。由图可知，A、D及有色水柱下端所 示温度分别为 A.20℃、80℃、64℃ B.20℃、80℃、68℃ C.80℃、20℃、32℃ D.80℃、20℃、34℃ 11.如图所示，人们选择的温度计中的测量物质 及其依据是 ( 1.0000 0.9997 汞13.620 0.9962 的 袋13.596 0.9922 度13.571 密度 613.546 汞 913.522 ·日) 213.497 0.9825 -10410204050℃ 水和汞的密度随温度的变化 150 A.水，水的密度小 B.水，水的密度出现异常现象 C.汞，汞的密度大 D.汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系 2.图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变 化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串 联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头， 把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度， 就得到了一个简单的电阻温度计。请判断： 如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流 表上代表t1、2的两点，哪个应该标在电流比 较大的刻度上？练案[4] 基础巩固练 1.BD温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动 能增加，但是个别分子的动能却有可能减小，A错误，B正确： 分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子 总数的比值，C错误，D正确。 2.AB温度相同，物体分子的平均动能相同，故A正确：分子动 能指的是由于分子做无规则热运动而具有的能，故B正确：物 体动能是对大量分子而言的，对于10个分子无意义，故C错 误：温度低的物体分子运动的平均速率小（相同物质），但具 体到每一个分子的运动速率是不确定的，不一定小于温度高 的物体中每一个分子的运动速率，故D错误。 3.B冰水混合物的温度为0℃，冰、水温度相同，二者分子平均 动能相同，故选项A错误，B正确：冰和水内个别分子的动能 是随时变化的，比较个别分子的动能没有意义，故选项C、D 错误。 4.AC当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离越小，分子 势能越大，选项A正确：当分子间作用力表现为引力时，分子 间距离减小，引力做正功，分子势能减小，因此分子间距离越 小，分子势能越小，选项B错误；当物体的体积发生变化时，分 子间距离便发生变化，则分子势能随之发生变化，分子势能是 随物体的体积变化而变化的，选项C正确：物体热胀冷缩时， 其温度发生变化，分子的平均动能改变，同时物体的体积发生 变化，则分子势能也应改变，选项D错误， 5.B在r>。阶段，分子力为引力，相互接近过程中，F做正功， 分子动能增大，分子势能减小，所以A错误；在r<。阶段，分 子力为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子动能减小，分子 势能增大，在r=r。时，分子势能最小，且一定小于0，动能最 大，所以B正确，C、D错误 6.B由题图像可知，分子间距离为，时分子势能最小，此时分 子间的距离为平衡距离；当0<r<2时，分子力为斥力，当r> 2时分子力为引力，当r<1时，分子间的作用力表现为斥力， 当r=2时，分子间的作用力为零。在r由T1变到2的过程 中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功， 故A、C、D错误，B正确。 7.D物体的内能与温度、体积以及所含的分子数有关，与物体 的运动状态无关，所以D选项符合题意。 8.B温度是分子平均动能的标志，温度越低说明分子平均动能 越小，但内能不一定越小，故A错误，B正确：一切物体的分子 都在永不停息地做无规则运动，所以一切物体都具有内能，故 C错误：物体分子的平均动能与物体的宏观运动无关，故D 错误。 综合提升练 9.AB重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形 式，统称为机械能，机械能与物体的宏观运动所对应，而内能 是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，内能与 —22 物体的微观粒子运动所对应，二者在本质上不同，故A错误， 符合题意：运动物体的内能不为零，运动物体有动能，重力势 能为负值时，机械能可能为零，故B错误，符合题意；一个物体 的机械能可以为零，但由于构成它的分子始终都在做无规则 的热运动，所以它的内能永远不可能为零，故C正确，不符合 题意；物体的机械能与内能之间没有必然联系，物体的机械能 变化时，它的内能可以保持不变，故D正确，不符合题意。 10.BD水和钢球温度相同，分子的平均动能相同，但水分子、 钢球分子的质量不同，则平均速率不同，故B正确，C错误； 水和钢球的分子数目不同，分子势能不一定相同，内能可能 不同，故A错误；由于两者温度相等，不会发生热传递现象， 所以它们的内能各自保持不变，故D正确。 11.A当r=r。时分子力表现为零，此时分子势能最小，可知图 甲为分子间作用力与分子间距离的关系图像，图乙是分子势 能与分子间距离的关系图像。在两分子相互接近过程中，由 图甲可知，分子间的作用力大小先增大后减小再增大，故A 正确：同理，由图乙可知，分子势能先减小后增大，故B错误； 因为分子间的作用力大小先增大后减小再增大，则分子运动 的加速度大小先增大后减小再增大，故C错误；因分子力先 做正功后做负功，则分子的动能先增大后减小，故D错误。 12.BC水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故分 子数相同，为N=N=8×6.02×10产=602×10产个，32g 的氧气分子数为%=是×6.02×10产=6.02×102个，故N =N2=3:温度是分子热运动平均动能的标志，故它们的分 子热运动的平均动能相同，但水蒸气的分子势能比水的大， 内能包括分子势能和分子热运动动能，故它们的内能不相 同，水蒸气的内能比水大，B、C正确，A、D错误。 13.B由图像可知分子间距离为2时分子势能最小，此时分子 间的距离为平衡距离，当r小于2时分子间的作用力表现为 斥力，当r大于2时分子间的作用力表现为引力，故A错误； 在r由T1变到2的过程中，分子力为斥力，而乙分子远离的 过程，斥力做正功，其动能逐渐增大，故B正确；当T等于12 时，分子力为零，则乙分子的加速度最小为零，故C错误：在r 由2变到102的过程中，分子间的作用力为引力，分子力做 负功，分子势能增大，故D错误。故选B。 练案[5] 基础巩固练 1.A如果一个系统达到了平衡态，系统内各部分的各个状态参 量（温度、压强、体积等）都不再随时间发生变化，温度达到稳 定值，但分子仍然是运动的，不可能达到所谓的“凝固”状态， 故选项A正确。 2.C系统处于平衡态时，其状态参量不变，冰水混合物放在 0℃环境中，铜块放在沸水中加热足够长的时间，其状态参量 不再变化，即处于平衡态，A、B错误；刚刚放在教室中的一杯 热水和一杯加较多冰块的可乐，温度仍在发生变化，则处于非 平衡态，C正确：一瓶放在房间中很久的84消毒液，与环境温 度相同，其状态参量不变，则处于平衡态，D错误。故选C。 3.C温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，温度相同，即分 子平均动能相同，故选C。 4.ACD两个系统达到热平衡的标志是它们的温度相同，或者 说它们的冷热程度相同，A、C、D正确，B错误。 5.BCD处于热平衡的两个系统具有相同的温度，故A错误，C 正确；由热平衡定律可知，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，即具 有相同的温度，故B正确；热平衡是温度计用来测量温度的基 本原理，故D正确。 6.C根据热力学温度与摄氏温度的关系T=t+273.15K可知， 今天最高气温是25℃，用热力学温度来表示即为298.15K, 故A错误；今天最低气温是283.15K,用摄氏温度来表示即为 10℃，故B错误；今天从早晨到中午，气温上升了△t=10℃， 由于数值上△T=△t,所以用热力学温度来表示即上升10K, 故C正确，D错误。 7.B水银的熔点是-39.3℃，低于-39.3℃时水银会凝固，酒 精的熔点是-114℃，水在0℃就结冰，故选B。 综合提升练 8.CD细管中的液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度 变化情况的，实际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性质制成的，故A、B错误，C、D正确。 9.BC由于两个系统原来处于热平衡状态，故温度相同，升高 相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态，A错误，B正 确；由于温度发生了变化，系统的状态也发生了变化，D错误， C正确。故选BC。 10.C根据题意可知，温度越高，水柱上升的高度越高，A点温 度最高，D点温度最低，故选项A、B错误；由于A、D间的刻 度均匀分布，故有色水柱下端的温度为80-20×3℃+20℃ 15 =32℃，故选项C正确，D错误。 11.D由题图可知，水的密度和温度关系的图线是不规则曲线， 如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；由于汞的密度 与温度呈线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀。故 D正确。 12.t1t1点标在电流较大的刻度上，因为在t1点时电阻较小， 由于电池的电动势和内阻不变，根据闭合电路的欧姆定律 知，t1对应的电流较大。 练案[6] 基础巩固练 1.AD本实验采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气 体的质量和温度不变，A正确：由于注射器的横截面积不变， 所以只需测出空气柱的长度即可，B错误；涂润滑油的主要目 的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，C错误：P与 —22 V成反比，p-十图像是一条过原点的直线，而p-V图像是双 曲线的一支，所以-十图像更直观，D正确。 2.(1)B (2)保证在气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 (3)C 解析：(1)为了保证气密性，应用橡胶套密封注射器的下端，A 必要；由于注射器的直径均匀恒定，根据V=LS可知体积和空 气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度， 不需要测量柱塞的直径，B不必要，D必要；为了得知气压的 变化情况，需要读取压力表上显示的气压值，C必要。 (2)手温会影响注射器内气体的温度，且实验过程中气体压缩 太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高，所以 这样做的目的是保证在气体状态变化过程中温度尽可能保持 不变。 (3)当气体做等温变化时，p与V成反比，即px,故刀- 图像为直线，所以为了能直观反映卫与V成反比的关系，应作 p-十图像，C正确。 3.(1)体积的倒数 ·②封闭气体漏气（或气体温度降低） (2)答案见解析 解析：(1)由于p-V图像为曲线，面p-十图像为直线，为直 观反映压强与体积之间的关系，应以P为纵坐标，以体积的倒 数为横坐标：压缩气体时，温度不变，由p=k↓可知，p与V 乘积减小，则斜率减小，因此图线应为题图乙中的②，造成该 现象的原因可能是封闭气体漏气（或气体温度降低）。 (2)由于软管中存放有一部分气体，从而导致图像不过原点， 因此应选用容积较大的注射器（或实验中气体的体积不压缩 得过小，或测出软管中气体的体积等)从而使那一小部分气体 忽略不计。 练案[7] 基础巩固练 1.C以活塞为研究对象，活塞受重力、大气压力和封闭气体的 支持力，根据受力平衡得Mg+4poS=3poS+pS,解得p=Po+ 华C正确。 2.B同一液体内部液面等高处的压强相等，由题图中液面的高 度关系可知，封闭气体的压强P1=P0+pgh,A点的压强PA= P1+Pgh=Po+2pgh,故选项B正确。 3.B一定质量的气体，在等温变化过程，根据玻意耳定律得 p1V1=p2V2,则有：3V=1(V+4),解得V=2L,可知B选项 正确。