第2章 1.温度和温标（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

本讲义聚焦“温度和温标”核心知识点，系统梳理状态参量（体积、压强、温度）与平衡态概念，通过热平衡定律理解温度本质，进而掌握摄氏与热力学温标转换及温度计原理，构建从系统状态描述到定量测量的完整学习支架。 资料以情境问题（如热茶变凉、手试水温）驱动探究，结合易错辨析（平衡态与热平衡区别）和例题练习，培养科学探究与科学思维，课中辅助教师引导概念建构，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，提升物理观念与应用能力。

1.温度和温标 知识点一　 情境导入 　提示：（1）速度、加速度、位移、时间等。 （2）必须。否则就无法对物体的运动情况进行细致的描述。 （3）温度、体积、压强。 新知导读 1.（1）大量分子　（2）相互作用　2.状态　温度T　 3.状态参量 易错辨析 （1）√　（2）×　（3）√ 知识点二　 情境导入 　提示：（1）茶水的热量不断地传递到周围空气中。 （2）与周围环境温度相同。 （3）热量会自发地从高温物体传递到低温物体，直至两个系统温度相同，达到热平衡，不再有净热量传递。 新知导读 1.不再变化　2.热平衡　3.热学　4.温度 易错辨析 （1）√　（2）√　（3）√ 知识点三　 情境导入 　提示：（1）不能，不可靠。 （2）客观测量工具——温度计。 新知导读 1.（1）温度　（2）①0　100　2.（2）开尔文　（3）t＋273.15 K 易错辨析 （1）×　（2）√ 1.温度和温标 知识点一　 【例1】　B　系统处于非平衡态时状态参量会发生变化，两物体发生传热表示温度在发生变化，故A、D错误；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达到稳定状态，即平衡态，故B正确；状态参量是描述系统状态的物理量，无论系统处于何种状态都具有状态参量，故C错误。 即学即练 1.C　描述气体的状态参量有压强、体积、温度，故选C。 2.ABD　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，A、B正确；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；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。 知识点二　 【例2】　AD　甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A正确，B错误；甲和乙接触一段时间后分开，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙和丙两物体达到了热平衡，C错误，D正确。 即学即练 1.CD　物体内能的大小与温度、材料、质量和体积等有关，A错误；温度是描述物体冷热程度的物理量，是物体内分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能大，平均速率还与物体分子的质量有关，B错误，C正确；达到热平衡的系统具有相同的温度，D正确。 2.C　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；热平衡定律可以研究多个系统，对多个系统也适用，故B错误；如果两个系统彼此接触而状态参量不再变化，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；两个系统处于热平衡状态时，它们的温度一定相同，温度相同是热平衡的标志，必须相同，故D错误。故选C。 知识点三　 【例3】　A　由T=t＋273 K可知，－33 ℃相当于240 K，A正确；由T=t＋273 K可知ΔT=Δt，即热力学温度的变化总等于摄氏温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，B错误；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，C错误；用热力学温度表示，初态温度为t＋273 K，末态温度为2t＋273 K，故热力学温度升高了t K，D错误。 即学即练 1.AC　温度计的测温原理就是热平衡定律，即温度计与被测物体达到热平衡时温度相同，其示数也就是被测物体的温度，故A、C正确，D错误；温度计与被测系统的温度不相同时，仍有示数，B错误。 2.ABD　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；由T=t＋273.15 K，得Δt=ΔT，则可知温度升高了1 ℃就是升高了1 K，故B正确；热力学温度和摄氏温度的关系是T=t＋273.15 K，可知1 ℃与1 K表示的温度不同，故C错误；根据T=t＋273.15 K知，当t=0 ℃时，T≈273 K，故D正确。 【素养培优】 【典例】　73.15 K 解析：将t=－200 ℃代入T=t＋273.15 K，得T=73.15 K，绝对零度（0 K）不可达到，但低温环境在宇宙中存在（如星际空间约3 K），73.15 K远高于绝对零度（0 K），理论上可能存在。 【随堂演练】 1.B　根据平衡态的定义知系统温度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，处于热平衡状态的两个系统温度相同，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。选B。 2.BD　两物体达到热平衡的标志是它们的温度相同，温度相同的物体不一定有相同的内能，A正确；体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡，从而显示温度，B正确；1 K约等于－272 ℃，C错误；两物体达到热平衡的标志是他们的温度相同，或者是它们的冷热程度相同，D正确。故选B、D。 3.AD　在系统不和外界交换能量的条件下，高温的铜块放出的热量一定等于低温的铁块吸收的热量，达到热平衡时，两者的温度一定相等，A、D正确，B错误；铜块和铁块的比热容不同，放出或吸收的热量相同时，温度改变量不同。由比热容公式Q=cmΔt知，c1m（t1－t）=c2m（t－t2），解得达到热平衡时的温度t=，故C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.温度和温标 学习目标 1.知道系统的状态参量及平衡态，了解热平衡的概念及热平衡定律，理解热平衡的条件。 2.理解温度的意义，掌握温度的定义，了解热力学温度的应用。 3.知道什么是温标，掌握摄氏温度与热力学温度的转换关系、区别和联系。 4.了解常见温度计的构造及使用方法。 知识点一　状态参量与平衡态 　情境：如图1所示，为正在行驶的火车和轿车。 　 问题：（1）在力学中，要准确地描述火车、轿车的运动，需要用到哪些物理量？ （2）这些物理量的引入是不是必须的？ （3）对于图2所示的玻璃瓶内的气体，要想描述封闭气体的物理状态需要利用哪些物理量？ 1.热力学系统和外界 （1）热力学系统：由　　　　　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　　　　　的其他物体统称外界。 2.状态参量：在热学中，为确定系统的　　　　，也需要用到一些物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。常用的状态参量有体积V、压强p、　　　　等。 3.平衡态：在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的　　　　　达到的稳定状态。这种状态叫作平衡态，否则就是非平衡态。 【易错辨析】 （1）力学中也有平衡态，是指物体处于静止或匀速直线运动状态。（　　） （2）热力学系统的平衡态就是一种稳定状态，分子之间不再相互作用。（　　） （3）处在平衡态的气体在宏观上表现为各部分的密度均匀、温度均匀、压强均匀。（　　） 1.热力学系统的状态参量 （1）体积V：系统的几何参量，可确定系统的空间范围。 （2）压强p：系统的力学参量，可描述系统的力学性质。 （3）温度T：系统的热学参量，可确定系统的冷热程度。 2.对平衡态的理解 （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，而力学中的平衡态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。 （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。 【例1】　（状态参量与平衡态）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达到稳定状态 C.只有处于平衡态的系统才有状态参量 D.两物体发生传热时，它们组成的系统处于平衡态 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 方法技巧 解答平衡态问题的三个要点 （1）平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡。 （2）必须经过较长一段时间，系统内所有性质都不随时间变化才达到平衡态。 （3）系统处于平衡态时与外界没有能量的交换。 1.下列不是描述气体状态参量的物理量是（　　） A.压强 B.体积 C.质量 D.温度 2.〔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 知识点二　热平衡与温度 　情境：一杯热茶放在室温下会逐渐变凉。 问题：（1）为什么热水放在室温下会变凉？ （2）最终茶水的温度会变为多少？ （3）由此你能得出什么样的结论？ 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　　　　。 【易错辨析】 　（1）一般地，热平衡是针对两个或两个以上的物体（或系统）来说的。（　　） （2）从微观上看，温度是处于热平衡系统的微观粒子热运动强弱的量度。（　　） （3）温度相同是两个物体达到热平衡的标志。（　　） 1.平衡态与热平衡的区别和联系 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 联系 处于热平衡的两个系统都处于平衡态 2.热平衡定律的意义 热平衡定律为温度的测量提供了理论依据。因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。 3.对温度的理解 （1）宏观上 温度的物理意义：表示物体的冷热程度。 （2）微观上 反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。 （3）与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。 【例2】　（对热平衡的理解）〔多选〕有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触很长一段时间后分开，再将乙和丙接触很长一段时间后分开（发生了热交换）。假设只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则（　　） A.甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态 B.只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态 C.乙、丙两物体都和甲达到了热平衡 D.乙、丙两物体达到了热平衡 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 方法技巧 判断系统达到热平衡的两个方法 （1）根据两个相接触的系统的状态参量是否发生变化判断。若不发生变化，则处于热平衡；若发生变化，则不处于热平衡。 （2）根据两个系统的温度是否相同判断。若温度相同，则处于热平衡；若温度不相同，则不处于热平衡。 1.〔多选〕（2025·浙江高二阶段练习）关于温度，下列说法正确的是（　　） A.温度是物体内能的标志 B.温度是物体内分子平均速率的标志 C.温度是物体内分子平均动能的标志 D.当两个系统达到热平衡时，两者的温度相同 2.下列有关热平衡的说法，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 知识点三　温度计与温标 情境：一女同学把两只手分别放在冷热不同的水中感受水温的不同。 问题：（1）能否仅凭感觉准确判断水的温度？仅靠感觉可靠吗？ （2）需要什么工具才能具体描述水的冷热程度？ 1.温标 （1）定义：定量描述　　　　的方法。 （2）温标的种类 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　 ℃，水的沸点为　 ℃。在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃。 ②热力学温标 现代科学中常用的表示温度的方法，规定摄氏温度的－273.15 ℃为热力学温标的零值。 2.摄氏温度与热力学温度 （1）摄氏温度：摄氏温标表示的温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为 ℃。 （2）热力学温度：热力学温标表示的温度，用符号T表示，单位是　　　　，符号为K。 （3）换算关系T＝　　　　　　。 3.温度计 温度计是用来测量物体（系统）温度的仪器，温度计的种类很多，常见的有水银温度计、金属电阻温度计、气体温度计、热电偶温度计等。 【易错辨析】 　（1）－273.15 ℃作为热力学温标的零值是可以达到的。（　　） （2）1848年，英国物理学家开尔文从理论上建立了一种不依赖于任何测温物质及测温属性的温标，称为热力学温标或绝对温标。（　　） 1.温度计的测温原理 若物体与A处于热平衡状态，它同时也与B处于热平衡状态，则A的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。 2.常见温度计及其原理 名称 原理 水银温度计 根据水银热胀冷缩的性质来测量温度 金属电阻温度计 根据金属的电阻率随温度的变化来测量温度 压力表式温度计 根据气体压强随温度的变化来测量温度 热电偶温度计 根据不同导体因温差产生电动势的大小不同来测量温度 【例3】　（两种温标的理解）下列关于热力学温度的说法正确的是（　　） A.－33 ℃＝240 K B.温度变化1 ℃，也就是温度变化274 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t＋273 K 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.〔多选〕下列说法正确的是（　　） A.温度计测温原理就是热平衡定律 B.温度计与被测系统的温度不相同时，读不出示数 C.温度计读出的示数是它自身这个系统的温度，若它与被测系统达到热平衡，这一示数也是被测系统的温度 D.温度计读出的示数总是被测系统的温度，无论是否达到热平衡 2.〔多选〕（2025·金华高二检测）关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是（　　） A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B.温度升高1 ℃就是升高了1 K C.1 ℃就是1 K D.0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K 热力学温度与摄氏温度的关系 1.两种温标的比较 摄氏温标 热力学温标 提出者 摄尔修斯 英国物理学家开尔文 零度的 规定 一个标准大气压下冰水混合物的温度，纯水的冰点为0 ℃，沸点为100 ℃ －273.15 ℃，即绝对零度（理论最低温度，粒子热运动停止） 应用场景 日常生活、气象、工程等 科学研究（如热力学定律、理想气体方程） 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 换算关系 T＝t＋273.15 K，粗略表示T＝t＋273 K 联系 温度间隔（温差）在两种温标中数值相等（1 K＝1 ℃） 注意点 绝对零度－273.15 ℃是低温的极限，只能接近，永远无法通过有限步骤达到，故热力学温度不能出现负值，但摄氏温度可以出现负值 2.对热力学温度与摄氏温度关系的理解 （1）T＝t＋273.15 K是解决有关热力学温度与摄氏温度关系问题的基础。 （2）摄氏温度变化1 ℃与热力学温度变化1 K是等效的，ΔT＝Δt不是ΔT＝Δt＋273.15 K。 （3）热力学温度恒为正值（最低0 K），热学中除非特别说明均必须使用热力学温标，避免逻辑错误。 【典例】　某行星表面温度为－200 ℃，判断其是否可能存在于自然界，并转换为开尔文。 尝试解答 1.（平衡态　热平衡）关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的有（　　） 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 2.（热平衡与温标）〔多选〕关于热平衡与温标，下列各类说法中正确的是（　　） A.具有相同内能的两物体达到热平衡 B.体温计测量体温时需与身体接触一段时间是为了达到热平衡 C.1 K就是1 ℃ D.冷热程度相同的鸡蛋和石头处于热平衡状态 3.（热平衡）〔多选〕一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度t1比铁块的温度t2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则（　　） A.从两者开始接触到达到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量 B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量 C.达到热平衡时，铜块的温度是t＝ D.达到热平衡时，两者的温度相等 课堂小结 提示：完成课后作业　第二章　1. 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $