2.1温度和温标 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 练习围绕“温度和温标”分“热平衡与温标”“状态参量分析及理想气体”两层，基础巩固与综合应用递进，强化物理观念建构与科学思维训练。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |备考训练一|状态参量、平衡态、热平衡、温标等基础概念|以填空、单选为主，强化概念辨析（如热力学温度与摄氏温度关系）| |备考训练二|状态参量分析、理想气体、压强计算等综合应用|含多选、计算题，突出模型建构与科学推理（如汽缸压强计算）|

779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 2.1 温度和温标 状态参量与平衡态 1．状态参量与平衡态 (1)系统与外界：研究某一容器中气体的热学性质，其研究对象是容器中的大量分子组成的系统，这在热学中叫做一个______，简称______ 。系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称______。 (2)状态参量：在热学中，为确定系统的______，需要用到一些物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。 ①为了确定系统的空间范围，要用______，这是一个______； ②为了确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用，要用到______，这是一个______； ③要确定系统的冷热程度，要用到一个______——______。 (3)平衡态：在______的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量就能够达到_____状态。这种状态叫作平衡态，否则就是______。 热平衡与温度 2．热平衡与温度 (1)热平衡：如果两个系统相互接触而______，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间，各自的状态参量______，这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______，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 (3)温度：当两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个______，我们就把表征这一“______”的物理量叫作温度。______是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡的物理量。达到热平衡的系统具有相同的______。 温度计与温标 3．温度计与温标 (1)温标：如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是______，确定一个温标时首先要选择一种测温物质，根据这种物质的某个特性来制造温度计。确定了测温物质和它用以测温的某种性质之后，还要确定温度的______和______的方法。 (2)热力学温度：______表示的温度叫作热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称______，符号为______。 (3)摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温度T的关系是T＝______K。 备考训练一：热平衡与温标 1．下列关于热力学温度与摄氏温度的说法正确的是（　　） A．热力学温度与摄氏温度对应的温标都是科学的温标 B．摄氏温度由t升高到，对应的热力学温度升高 C．热力学温度与摄氏温度无法比较 D．热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一度的大小是相等的 2．关于热力学温度，下列说法中正确的是（　　） A．-33℃与240.15K表示不同的温度 B．摄氏温度与热力学温度都不可能取负值 C．温度变化1℃，也就是温度变化1K D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了（273.15＋t）K 3．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 4．关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是（     ） A．温度不变是系统处于平衡态的标志 B．热平衡研究的是单个物体，平衡态研究的是多个物体 C．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 D．处于热平衡的两个系统的温度不一定相等 5．（多选）关于热平衡，下列说法正确的是（　　） A．热平衡就是平衡态 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 6．东北寒冷的冬季，一汽车进入有暖气的车库，一段时间后，轮胎内气体与室内气体达到热平衡，则（　　） A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的内能 B．热平衡时，轮胎内气体分子的平均动能比室内气体的大 C．室内气体每个分子的速率比室外气体所有分子的速率大 D．热平衡后，轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大 7．关于热现象，下列说法正确的是（    ） A．液体分子的无规则热运动被称为布朗运动 B．当两个物体达到热平衡时，它们的内能一定相等 C．两个分子只在分子力作用下从相距无限远逐渐靠近的过程中，分子的总动能先增加后减少 D．扩散现象说明分子之间存在斥力 8．冬天在一个大房间里，借助集中供暖的三个串联散热器使房间保持恒定温度，如图所示。热水沿散热器输送，第一个散热器的温度，最后一个（第三个）散热器的温度，则第二个散热器的温度为（　　）（假定散热器与房间之间的热交换和热水与散热器之间的热交换一样，跟两者的温度差成正比） A． B． C． D． 9．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 备考训练二：状态参量分析及理想气体 10．下列可以看成理想气体的是（　　） A．温度极低的气体 B．压强极大的气体 C．北极圈内的气体 D．压强不太大、温度不太低的气体 11．（多选）若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．甲图中密闭气体的压强大小是 B．乙图中密闭气体的压强大小是 C．丙图中密闭气体的压强大小是 D．丁图中密闭气体的压强大小是 12．求汽缸中气体的压强。（大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的质量为m，横截面积为S，汽缸、物块的质量均为M，活塞与汽缸间均无摩擦，均处于平衡状态）    甲___________　乙___________　丙___________ 13．（多选）如图所示，活塞的质量为，缸套的质量为，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的空气，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，则（　　） A．汽缸内空气的压强等于 B．汽缸内空气的压强等于 C．弹簧对活塞的作用力为 D．弹簧对活塞的作用力为 14．如图所示，一个圆筒形容器竖直放置，金属圆板形活塞的下表面是水平的，倾斜的上表面面积为S，上表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于（　　） A． B． C． D． 15．如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A．2cm B．8cm C．10cm D．4cm 16．如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中，平衡时水银柱的位置如图，其中，，，大气压强为，则右管内气柱的长度L2等于（　　） A．44cm B．46cm C．48cm D．50cm 779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5 试卷第1页，共3页 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B C CD D C B B D 题号 11 13 14 15 16 答案 AD AC D A D 1．D 【详解】A．热力学温度对应开尔文温标，是基于绝对零度的科学温标；摄氏温度对应摄氏温标，是实用温标，常用于科学测量，但并非基于热力学定律的绝对温标，故A错误； B．摄氏温度从升高到，热力学温度从变为 ， 升高量， 而非，故B错误； C．热力学温度与摄氏温度可通过关系式相互转换，因此可以比较，故C错误； D．热力学温度的单位开尔文（K）与摄氏温度的单位摄氏度（°C）在温度间隔上相同，即 ，故每一开的大小与每一度的大小相等，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．根据公式T=t+273.15K 可知-33℃对应的热力学温度为-33+273.15K=240.15K 即-33℃与240.15K表示相同的温度，故A错误； B．摄氏温度可以取负值，如-10℃，而热力学温度最低为0K，不可能取负值，故B错误； C．根据公式T=t+273.15K 可知，热力学温度与摄氏温度的变化量满足 因此温度变化1℃，也就是温度变化1K，故C正确； D．初始状态热力学温度为T1=t+273.15K 末状态热力学温度为T2=2t+273.15K 温度变化量为 即温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了tK，故D错误。 故选C。 3．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。 4．C 【详解】A．一般来说，描述系统的状态参量不止一个，仅仅根据温度不变不能得出系统一定处于平衡态的结论，故A错误； CD．由热平衡定义可知，只要温度相同，系统就处于热平衡，系统接触时它们的状态不再发生变化，故C正确，D错误； B．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，故B错误。 故选C。 5．CD 【详解】A．热平衡指两个系统温度相同，而平衡态是系统宏观性质稳定的状态，二者概念不同，故A错误； B．标准状态下冰水混合物温度为0℃，与0℃的水温度相同，已达到热平衡，故B错误； C．热平衡的本质是温度相同，故C正确； D．温度计需与身体充分热交换至温度一致，即达到热平衡，故D正确。 故选CD。 6．D 【详解】A．两个系统处于热平衡时，一定具有相同的温度，内能还与质量、状态等因素有关，温度相同内能不一定相同，故A错误； B．热平衡时，轮胎内气体的温度与室内气体的温度相同，则轮胎内气体分子的平均动能与室内气体的相同，故B错误； C．根据分子运动速率分布规律可知，在不同温度下，各种速率的分子都存在，不能说室内气体每个分子的速率比室外气体所有分子的速率大，故C错误； D．热平衡后，轮胎内气体的温度升高，分子的平均动能变大，轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误； B．当两个物体达到热平衡时，它们的温度相等，内能与温度、体积及物质的量有关，温度相等内能不一定相等，故B错误； C．分子间距离大于时分子力表现为引力，靠近过程中引力做正功，分子动能增加，分子间距离小于时分子力表现为斥力，靠近过程中斥力做负功，分子动能减少，故C正确； D．扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动且分子间有间隙，不能说明分子间存在斥力，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】设热水与散热器的热量传递系数为，散热器与房间的热量传递系数为。根据能量守恒定律，有 联立解得 故选B。 9．B 【详解】AB．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； C．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； D．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。 故选B。 10．D 【详解】A．温度极低时，分子间作用力显著，不能视为理想气体，故A错误； B．压强极大时，分子体积不可忽略，偏离理想气体模型，故B错误； C．北极圈内温度可能过低，导致气体液化或分子作用力明显，故C错误； D．压强不太大、温度不太低时，分子间距大，作用力可忽略，符合理想气体假设，故D正确。 11．AD 【详解】A．甲图中根据受力平衡可得 可得甲图中密闭气体的压强大小为 故A正确； B．乙图中根据受力平衡可得 可得乙图中密闭气体的压强大小为 故B错误； C．丙图中根据受力平衡可得 可得丙图中密闭气体的压强大小为 故C错误； D．丁图中，以A液面为对象，根据受力平衡可得 可得丁图中密闭气体的压强大小为 故D正确。 故选AD。 12． p0＋ p0- p0＋ 【详解】    [1]题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图（a）所示，由平衡条件知 pAS=p0S＋mg 整理得 pA=p0＋ [2]题图乙中选汽缸为研究对象，受力分析如图（b）所示，由平衡条件知 p0S=pBS＋Mg 整理得 pB=p0- [3]题图丙中选活塞为研究对象，受力分析如图（c）所示 pCS下sin α=p0S上＋FN＋mg，FN=Mg S下sinα=S上，S上=S， 由以上联立可得 pC=p0＋ 13．AC 【详解】AB．以缸套为研究对象受力分析，由平衡条件得 解得 A正确，B错误； CD．以缸套与活塞组成的系统为研究对象，由平衡条件得，弹簧对活塞的作用力为 C正确，D错误。 故选AC。 14．D 【详解】根据平衡条件得 解得 故选D。 15．A 【详解】如下图所示 由于大气压强为76cmHg，而左侧管中气柱上方的水银高10cm，则左侧管中的气体压强为 又 则气柱底与右侧水银柱的高度差为 所以则两边水银面的高度差为 故选A。 16．D 【详解】左侧管内气体压强为 p1=p0+h2=82cmHg 则右侧管内气体压强为 p2=p1+h1=87cmHg 则右侧管中下端水银液面比外界低 87-75=12cm 则右侧气柱长 L2=(50-5-7)+12=50cm 故选D。 参考答案： 1．(1) 热力学系统 系统 外界 (2) 状态 体积 几何参量 压强 力学参量 温度 热学参量 (3) 没有外界影响 稳定 非平衡态 【详解】（1）[1][2]研究某一容器中气体的热学性质，其研究对象是容器中的大量分子组成的系统，这在热学中叫作一个热力学系统，简称系统。 [3]系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界 （2）在热学中，为确定系统的状态，需要用到一些物理量，这些物理量叫作系统的状态参量。 ①[1][2]为了确定系统的空间范围，要用体积，这是一个几何参量； ②[1][2]为了确定外界与系统之间或系统内部各部分之间力的作用，要用到压强，这是一个力学参量； ③[1][2]要确定系统的冷热程度，要用到一个温度，这是一个热学参量。 （3）[1][2][3]在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量就能够达到稳定状态。这种状态叫作平衡态，否则就是非平衡态。 2．(1) 传热 不再变化 (2)热平衡 (3) 共同热学性质 共同热学性质 温度 温度 【详解】（1）[1][2]如果两个系统相互接触而传热，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变。经过一段时间，各自的状态参量不再变化，即这两个系统达到了热平衡。 （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）[1][2]两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度。 [3][4]温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡的物理量。达到热平衡的系统具有相同的温度。 3．(1) 温标 零点 分度 (2) 热力学温标 开 K (3) 【详解】（1）[1]如果要定量地描述温度，就必须有一套方法，这套方法就是温标； [2][3]确定了测温物质和它用以测温的某种性质之后，还要确定温度的零点和分度的方法。 （2）[1][2][3]热力学温标表示的温度叫作热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号T表示，单位是开尔文，简称开，符号为K。 （3）摄氏温标与热力学温标的关系：摄氏温标由热力学温标导出，摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温度T的关系是 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 $