第2章 第1节 温度和温标（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第二章　气体、固体和液体 选择性必修第三册 温度和温标 (强基课——逐点理清物理观念) 第 1 节 课标要求 学习目标 1.知道热力学系统的状态参量。 2.了解温度计原理。 1.知道状态参量、平衡态、热平衡、温度、热力学温度的概念及热平衡定律。 2.通过学习温度与温标，体会热力学温度与摄氏温度的关系。 3.利用各种物质热学参量的不同，解释生产生活中的现象。 逐点清(一)　状态参量与平衡态 逐点清(二)　热平衡与温度 01 02 CONTENTS 目录 逐点清(三)　温度计与温标 课时跟踪检测 03 04 逐点清(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___________组成的系统，在热学中叫作热力学系统，简称系统。 (2)外界：系统之外与系统发生___________的其他物体统称为外界。 多维度理解 大量分子 相互作用 2.状态参量：在热学中，为确定系统的状态用到的一些物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、_________等。 (1)体积：几何参量，确定系统的空间范围。 (2)压强：力学参量，确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用。 (3)温度：热学参量，确定系统的冷热程度。 3.平衡态 (1)定义：在没有外界影响的情况下，经过足够长的时间，系统内各部分的___________能够达到的稳定状态。 温度T 状态参量 (2)三点理解 ①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效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化。 ②平衡态是一种理想情况：因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。系统处于平衡态时，仍可能发生偏离平衡态的微小变化。 ③平衡态的特点：系统温度、压强、体积不发生变化。 1.判断下列说法是否正确。 (1)体积和压强都是描述气体宏观状态的物理量。 ( ) (2)平衡态就是指系统内分子无规则运动停止的状态。 ( ) (3)平衡态是一种理想状态。 ( ) 全方位练明 √ × √ 2.(多选)下列说法正确的是 (　　) 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.当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会达到稳定 C.只有处于平衡态的系统才有状态参量 D.两个物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态 √ √ 解析：由于描述系统的各种性质需要不同的物理量，只要其中某个量变化，系统的状态就会发生变化，但不一定各个状态参量都发生变化，A错误；系统处于平衡态或非平衡态都有描述其状态的状态参量，C错误；当系统不受外界影响时，系统总要趋于平衡，其内部各部分状态参量趋于稳定，B正确；两个物体发生热传递时，两个物体组成的系统内部仍存在温差，故系统处于非平衡态，D正确。 3.(2025·山西大同高二阶段练习)下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是 (　　) A.开空调1 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 √ 解析：开空调1 min内教室内的气体温度、体积均要变化，处于非平衡态，故A错误；两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，这两个物体组成的系统处于非平衡态，故B正确；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，冰水混合物处于非平衡态，故C错误；压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为内能，空气处于非平衡态，故D错误。 逐点清(二)　热平衡与温度 1.热平衡：两个相互接触的热力学系统的状态参量不再______。 2.热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到_______，那么这两个系统彼此之间也必定处于________。 3.温度：处于热平衡的两个系统必定具有某个共同的热学性质，我们把表征这一“共同的热学性质”的物理量叫作温度，温度也可理解为物体的冷热程度。 4.热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的______。 多维度理解 变化 热平衡 热平衡 温度 5.平衡态与热平衡的区别   平衡态 热平衡 区别 研究对象 一个系统 两个接触的系统 判断依据 系统不受外界影响，状态参量不变 两个系统的温度相同 [典例]　(多选)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 √ √ [解析]　处于热平衡的两个系统温度一定相同，但体积不一定相同，即内能不一定相同，故A错误；标准状态下，冰水混合物与0 ℃的水的温度相同，即二者已达到热平衡，故B错误；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，故C正确；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温度相同，即达到热平衡，故D正确。 1.判断下列说法是否正确。 (1)用温度计测量温度是根据热平衡的原理。 ( ) (2)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。 ( ) (3)若a与b、c分别达到热平衡，则b、c之间也达到了热平衡。 ( ) (4)两个彼此接触的物体温度相同，可以说两物体达到热平衡。 ( ) 全方位练明 √ × √ √ 2.(2025·云南昆明高二期中)下列说法正确的是 (　　) A.处于热平衡的两个物体内能一定相等 B.处于热平衡的两个物体分子平均动能一定相等 C.处于平衡态的系统所受外力的合力为零 D.处于平衡态的系统内所有分子的动能相同 √ 解析：处于热平衡的两个物体的温度相等，因此分子平均动能相等，但内能不一定相同，故A错误，B正确；系统内各部分状态参量，包括温度、压强、体积等，能够达到稳定的状态叫做平衡态，是热力学范畴，当系统所受合外力不为零时，只要系统内各部分状态参量能够达到稳定的状态，也能处于平衡态，故C错误；处于平衡态的系统内分子的平均动能不变，但分子的热运动是无规则的，并不是所有的分子的动能都相同，故D错误。 3.关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是 (　　) 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 √ 解析：根据平衡态的定义可知，在不受外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量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一定相等，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。 逐点清(三)　温度计与温标 1.温度计 (1)水银温度计：根据细管中水银柱的高度与温度的线性关系来测量温度。 (2)气体温度计：根据气体压强随温度的变化来测量温度。 2.温标 (1)定义：定量描述______的方法。 多维度理解 温度 (2)确定一个温标的方法 ①选择某种具有测温属性的测温物质。 ②了解测温物质随温度变化的函数关系。 ③确定温度零点和分度的方法。 (3)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 ______，水的沸点为 ________。在0 ℃与100 ℃之间均匀分成______等份，每份算作1 ℃。  (4)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”。 0 ℃ 100 ℃ 100 (5)摄氏温标与热力学温标的比较 比较项目 摄氏温标 热力学温标 零度的规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度 -273.15 ℃ 温度名称 摄氏温度 热力学温度 温度符号 t T 单位名称 摄氏度 开尔文 单位符号 ℃ K 关系 ①T=t+273.15 K，粗略表示：T=t+273 K ②1 K的大小与1 ℃的大小相等 1.关于温标，下列说法正确的是 (　　) A.温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的 B.不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C.温标的规定都是人为的，没有什么理论依据 D.热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系 全方位练明 √ 解析：温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，但所表示的温度是相同的，A正确，B错误；每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0 ℃表示标准大气压下冰的熔点，100 ℃为标准大气压下水的沸点，C错误；热力学温标和摄氏温标在数值上有T=t+273.15 K的关系，D错误。 2. (2025·甘肃天水高二期中)关于热力学温度，下列说法中正确的是 (　　) A.33 ℃=240 K B.温度变化了1 ℃，也就是温度变化了1 K C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值 D.温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了273 K+t √ 解析：由热力学温度与摄氏温度的关系可得33 ℃=K= 306 K，故A错误；热力学温度和摄氏温度的关系是T=t+273 K，则温度变化了1 ℃，也就是温度变化了1 K，温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了t K，故D错误，B正确；热力学温度不可以取负值，故C错误。 3. 严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的温度，某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，其中正确的是 (　　) 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，读出示数 B.取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度 C.取一塑料饮水瓶，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，立即从瓶外观察温度计的示数 D.手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，可待较长时间后读出示数 √ 解析：测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡，再读出温度计的示数，隔着冰无法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原平衡态下的温度，A、D错误；B选项中水瓶提出后，再用温度计测量瓶中水的温度，这时周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度。故只有C正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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、压强一定达到了某一稳定值，但体积仍可变化 √ 解析：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。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。故A正确，B、C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 2.把摄氏温标和热力学温标作成函数关系图，正确的是 (　　) √ 解析：由T=t+273.15 K可知，热力学温度T与t成正比，斜率为正值，则B错误；在T=0 K时t为负值，故A、D错误，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 3.(2025·安徽安庆高二阶段练习)下面关于温度的叙述错误的是 (　　) A.温度就是温标 B.两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同 C.温度是分子热运动平均动能的标志 D.温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：温度表示物体的冷热程度，它反映物体内部分子热运动的状况，温标是衡量温度高低的标尺，它是描述温度数值的统一表示方法，故温度不是温标，故A错误；两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质——温度相同，故B正确；根据分子动理论，温度是分子热运动平均动能的标志，故C正确；温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 4.(多选)“温故而知新”，一同学在笔记本上做了些课后总结，其中正确的是 (　　) A.达到热平衡的系统具有相同的温度 B.摄氏温度是国际单位制中七个基本物理量之一 C.热平衡是利用温度计测量温度的依据 D.在表示温度的时候可以用摄氏度代替开尔文 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：处于热平衡的系统一定具有相同的温度，热平衡是利用温度计测量温度的依据，故A、C正确；热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一，故B错误；在温度差上摄氏度和开尔文是相同的，故表示温度差的时候可以用摄氏度代替开尔文，但在表示温度的时候不可以用摄氏度代替开尔文，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 5.气体初始温度为27 ℃，升高了20 ℃，则初始温度和温度变化量用热力学温标表示分别为 (　　) A.27 K，20 K B.300 K，20 K C.27 K，293 K D.300 K，293 K √ 解析：气体初始温度为27 ℃，根据摄氏温度与热力学温度的关系T=t+273 K，可知气体初始温度用热力学温标表示为T=(t+273)K=300 K。温度升高了ΔT=20 K，故B正确，A、C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 6.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.如果一个系统达到了平衡态，那么这个系统各处的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.温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K D.两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：国际单位制中，温度的单位为开尔文，故A项错误；如果一个系统达到了平衡态，系统内部各部分的状态参量如温度、压强和体积等不随时间发生变化，故B项错误；由于T=t+273 K，所以有ΔT=Δt，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，故C项正确；热平衡的系统都具有相同的状态参量，即温度，故D项错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 7.实验室有一支读数不准确的温度计，标准大气压下，在测冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测沸水的温度时，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.35 ℃，56 ℃ B.21 ℃，40 ℃ C.41 ℃，60 ℃ D.35 ℃，36 ℃ √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 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 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20开始上升格数为=36(格)，它的示数为36 ℃+20 ℃=56 ℃，所以A正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 √ 8.(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 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 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A、B错误，C、D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 9.根据下图判断，人们选择的温度计中的测温物质及其依据是 (　　) 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 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：由于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；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀，故D选项正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 10.(8分)小明在家制作了简易温度计，一根装有一小段有色 水柱的细玻璃管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，水柱位置将上下移动。当有色水柱下端 分别与D和A对齐时，温度分别为20 ℃和80 ℃。A、D间刻度均 匀分布。由图可知，图中有色水柱下端所示温度为多少? 解析：由题图知A、D间共有15个小格，每个小格表示温度为 ℃=4 ℃ 有色水柱的下端离D点3个小格，即对应3×4 ℃=12 ℃，所以温度为t=(20+12)℃=32 ℃。 答案：32 ℃ 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $