2.1 温度和温标六种题型 提高卷-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

2.1 温度和温标六种题型（提高卷） 目　录 题型一　温标与温度换算 题型二　平衡态与热平衡 题型三　物理量属性与单位 题型四　分子热运动与温度的微观意义 题型五　气体压强与状态参量 题型六　温度计与热学简答 题型一　温标与温度换算 【解题技巧】（换算紧扣关系式T＝t＋273.15：摄氏温度变化多少开尔文就变化多少，即ΔT＝Δt，两温标的分度值相等；判断初末温度先统一单位再作差，如27℃即300.15K。计算时注意升高到与升高的区别，勿把摄氏度数值直接当热力学温度使用。华氏等其他温标先按题给规定求出分度值与零点，再按比例换算，最后代入检验数量级是否合理，规范书写结果。） 1．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 2．（多选）如果物体的温度从27℃升高到127℃，用热力学温度表示，取，以下说法正确的是（     ） A．物体的温度升高了400K B．物体的温度升高了100K C．物体的温度升高到400K D．物体的温度升高到373K 3．用不同的温度计测量两物体温度时，得到两个记录结果，分别是282 K和28 ℃。 (1)282 K与28 ℃哪一个温度高？ (2)若两物体中的一个温度升高1 K，另一个升高1 ℃，它们升高的温度是否相同？ 题型二　平衡态与热平衡 【解题技巧】（区分两个概念：平衡态针对一个系统，指没有外界影响时系统内各部分状态参量不再变化；热平衡针对两个系统，指相互接触足够长时间后温度达到相同。热平衡定律是温度计能够测量温度的原理，达到热平衡的系统具有相同的温度，但内能、压强、体积不一定相同。判断是否处于平衡态，看状态参量是否受外界影响而变化，稳定分布的稳态不是平衡态。） 1．关于热力学系统的平衡态，下列说法正确的是（　　） A．是一种定态平衡 B．是一种动态平衡 C．该状态下，分子已经不动 D．只是温度一定，达到了某一稳定值 2．下列关于系统是否处于平衡态的说法，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．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态 C．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 D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，只需要确定温度 3．（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 4．热平衡与温度 (1)热平衡和热平衡定律 ①两个相互接触而传热的系统的______会互相影响而分别改变，经过一段时间，两个系统各自的______都不再变化，说明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______，这个结论称为______。 (2)温度 ①当两个系统A、B处于热平衡时，它们必定具有某个______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______。 ②达到热平衡的系统具有相同的______。 5．状态参量：热学中描述________的物理量。常用状态参量为________、_______、_______、。通常用________描述它的几何性质，用________描述力学性质，用________描述热学性质。 题型三　物理量属性与单位 【解题技巧】（矢量既有大小又有方向，合成遵循平行四边形定则；标量只有大小。温度、动能、质量、路程、密度、功都是标量，力、速度、加速度、冲量、电场强度、磁感应强度是矢量。国际单位制基本单位共七个，热力学温度的单位开尔文是基本单位；温度的负号只表示零下，不表示方向。逐项先判矢量标量，再核对单位是否属于正确写法。） 1．以下物理量单位正确且属于标量的是（　　） A．磁通量（） B．磁感应强度（T） C．电场强度（） D．热力学温度（K） 2．下列物理量属于矢量的是（　　） A．密度 B．温度 C．路程 D．平均速度 题型四　分子热运动与温度的微观意义 【解题技巧】（温度是分子平均动能的标志：温度升高，分子平均动能增大、平均速率增大，但并非每个分子的速率都增大；同温度下任何物质的分子平均动能相同。速率分布呈中间多、两头少，曲线与横轴围成的面积恒定；温度升高峰值向速率大处移动。布朗运动是悬浮微粒的运动，颗粒越小、温度越高越显著；扩散现象直接说明分子在做无规则运动。） 1．下列说法正确的是（　　） A．布朗运动间接反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 B．系统甲与系统乙达到热平衡时，它们的温度相同 C．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积 D．给自行车车胎打气越打越困难主要因为胎内气体分子间相互作用的斥力较大 2．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 3．下列说法正确的是（　　） A．将香水瓶盖打开后，只有在气温较高时才能闻到香水味 B．10℃水中的某些分子的速率可能大于80℃水中的某些分子的速率 C．30℃氧气的分子平均动能大于30℃水的分子平均动能 D．水的温度由10℃升高到80℃，分子热运动的平均动能增大，每个分子的速率都增大 4．关于分子动理论，下列描述正确的是（　　） A．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 B．气体分子的平均速率随温度升高而增大 C．当温度升高时，气体分子的速率将偏离正态分布 D．布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒分子永不停息地做无规则的运动 5．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　） A．热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态 B．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小 C．在使两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 6．关于分子动理论和热平衡，下列说法正确的是（    ） A．已知某种气体的密度为（），摩尔质量为（），阿伏加德罗常数为（），则该气体分子之间的平均距离可以表示为 B．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 C．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，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 D．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 7．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为、、，所对应的气体分子平均动能分别为、、，则（    ） A． B．， C． D． 8．（多选）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．温度越高，布朗运动越显著 C．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 D．当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小分子势能先减小后增大 9．（多选）热学主要包含热力学和统计物理。热力学是其宏观理论，是实验规律。统计物理学是其微观描述方法，它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。以下有关热学内容的叙述，正确的是（　　） A．知道阿伏加德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，就可以估算出该气体相邻分子间的平均距离 B．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 C．物体内部所有分子的分子动能的总和叫做物体的内能 D．热力学温度与摄氏温度的每一度表示的冷热差别是不相同的 题型五　气体压强与状态参量 【解题技巧】（封闭气体压强用平衡法求：选活塞、汽缸或液柱为研究对象，按受力平衡列方程，注意大气压强的方向与液柱产生的压差；自由下落或光滑斜面上液柱不产生附加压强。微观上压强由分子平均动能与数密度共同决定，温度升高或体积减小都可能使压强增大。气压计类问题抓住瓶内气体压强等于外界大气压与水柱压强之和或之差列式求解。） 1．一辆汽车的胎压（汽车轮胎内气体的压强）在夏季白天比夜晚要高，导致这一现象的主要原因是（　　） A．气体分子数增大 B．气体分子的平均动能增大 C．气体分子间的作用力增大 D．轮胎内壁单位面积所受气体分子平均作用力减小 2．如图所示，有一粗细均匀的形玻璃管竖直静止放置，左管内封有一段长的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高25cm，大气压强为75cmHg，此时左管气体的压强为（　　） A． B． C． D． 3．如图，一根带阀门的细管联通两用同一材质做成的气球a、b，此时阀门关闭，。两气球与外界热交换足够充分，且外界温度一定。已知球形弹性容器内外压强差，R为容器半径，k为与容器材质有关的常数。现打开阀门，则（　　） A．a中气体全部进入b B．b中气体全部进入a C．a略变大，b略变小 D．b略变大，a略变小 4．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为20cm，则管内气体的压强为（　　） A．56cmHg B．76cmHg C．96cmHg D．条件不足，无法求得 5．（多选）一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是（　　） A．温度升高后，气体分子的平均速率变大 B．温度升高后，气体分子的平均动能变小 C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高后，单位体积内的分子数变多，撞击到单位面积器壁上的分子数变少 6．若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为，求被封闭气体的压强。（已知重力加速度为g） 题型六　温度计与热学简答 【解题技巧】（温度计使用规范：玻璃泡完全浸入被测物质，示数稳定后再读数，读数时视线与刻度相平且温度计不离开被测物质；体温计可离开人体读数是因为有缩口。液体温度计下端玻璃泡大、壁薄，是为了测温物质与被测温度尽快一致，细管便于显示微小膨胀。简答题先给结论再写依据，围绕热平衡、平均动能等概念组织语言，因果链条要完整。） 1．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 2．下列说法中正确的是（　　） A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等 B．热力学温度T与摄氏温度t的关系是t＝T+273.15℃ C．热力学温标中的每升高1K与摄氏温标中的每升高1℃大小相等 D．0℃的物体内能为0 3．常用温度计的刻度，是把________的温度规定为100℃，把________的温度规定为0℃。 4．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。当有色水柱下端与D和A对齐时，温度分别为和，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？ 5．仔细观察图片，回答问题： (1)如图，开始时导热板锁定，给隔热极好的容器的A、B部分分别充入压强和温度不同的氦气和氧气，然后解除锁定，会发生什么？最终状态参量有什么特点？ (2)当两部分气体达到力学平衡时，描述“力学性质”的压强相等。类似地，当两部分气体不再传热时，称它们达到了热平衡，试猜想哪个状态参量可以描述热平衡时共同的“热学性质”？ (3)实验表明，如果A系统和B系统分别与C系统达到热平衡，那么A和B这两个系统彼此之间也处于热平衡。这说明了什么？ 《2.1 温度和温标六种题型》参考答案 答题卡 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C BC B C CD D D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B C B B B A C AB AB B 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 B A C AC D C 题型一　温标与温度换算 1．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。 2．BC 【详解】由知，27℃对应的热力学温度为300K，127℃对应的热力学温度为400K，所以物体的温度升高了100K，升高到400K。 故选BC。 3．(1)28 ℃ (2)相同 【详解】（1）根据 可知28 ℃相当于 故28 ℃更高。 （2）根据 可知 故两物体升高的温度相同。 题型二　平衡态与热平衡 1．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效果不随时间变化，并且系统的状态参量均不随时间发生变化。 故选B。 2．C 【详解】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会发生变化，选项A错误； B．压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为热能，不是平衡态，B错误。 C．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，C正确； D．在热学中，要描述一定质量的气体的宏观状态，需要力学、几何、热学角度描述气体，即从压强、体积、温度描述，选项D错误。 故选C。 3．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。 4．(1) 状态参量 状态参量 热平衡 热平衡定律 (2) 共同 温度 温度 【详解】（1）略 （2）略 5．状态参量：热学中描述系统状态的物理量。常用状态参量为体积、压强、温度。通常用体积描述它的几何性质，用体积描述力学性质，用温度描述热学性质。 题型三　物理量属性与单位 1．D 【详解】A．磁通量的单位应为韦伯（Wb），而选项A的单位是，是磁感应强度的单位，故A不符合题意； B．磁感应强度的单位是特斯拉（T），但磁感应强度是矢量，故B不符合题意； C．电场强度的正确单位是伏特每米（），故C不符合题意； D．热力学温度的单位是开尔文（K），且热力学温度是标量，故D符合题意。 故选D。 2．D 【详解】A．矢量既有大小又有方向，且运算遵循平行四边形定则的物理量。标量只有大小，没有方向的物理量。密度只有大小（单位体积的质量），没有方向，属于标量，故A错误； B．温度只有数值大小（表示冷热程度），没有方向，属于标量，故B错误； C．路程是物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向，属于标量，故C错误； D．平均速度既有大小又有方向，符合矢量的定义，属于矢量，故D正确。 故选D。 题型四　分子热运动与温度的微观意义 1．B 【详解】A．布朗运动是花粉小颗粒的无规则运动，间接反映的是液体分子的无规则运动，并非花粉颗粒内部分子的运动，故A错误； B．根据热平衡定律，两个系统达到热平衡时，没有热传递，二者温度一定相同，故B正确； C．气体分子间距远大于分子自身尺寸，气体摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是气体分子平均占据的空间体积，不是气体分子本身的体积，故C错误； D．给自行车车胎打气越打越困难是因为胎内气体压强增大，外界需要克服气体压力做功，气体分子间距大，分子间斥力可忽略，故D错误。 故选B。 2．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。 3．B 【详解】A．扩散现象在低温时也能发生，只是速度较慢，并非“只有高温时才能闻到”，故A错误； B．分子速率分布存在重叠区间，水中某些分子的速率可能高于水中某些分子的速率，故B正确； C．温度相同则分子平均动能相同，与物质种类无关，故C错误； D．温度升高使平均动能增大，但并非每个分子速率都增大，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】A．气体压强源于分子对容器壁的频繁碰撞，而非分子间斥力，A错误； B．温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率增大，B正确； C．当温度升高时，气体分子的速率不偏离正态分布，仍然是“中间多两头少”，C错误； D．布朗运动是固体颗粒的运动。布朗运动是液体分子撞击固体颗粒的宏观表现，说明液体分子无规则运动，D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．热平衡是指一个系统内部的温度保持不变，但压强和体积等物理量还是可以改变，故A错误； B．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，则分子势能减小，故B正确； C．在使两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子力先增加后减小再增加，分子力先表现为引力，做正功，后表现为斥力，做负功，所以分子势能先减小后增大，故C错误； D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】A．已知某种气体的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，则分子所占空间的体积 把分子所占空间看成立方体模型，则有 可得该气体分子之间的平均距离可以表示为 故A正确； B．不能仅凭温度不变且处处相等就判定系统处于平衡态，还需要压强和体积都不再变化才能判定平衡态，故B错误； C．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，热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故C错误； D．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量液体分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】AB．根据麦克斯韦分布律可知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故Ⅰ的温度最低，Ⅲ的温度最高，即 故AB错误； CD．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，则 故C正确，D错误。 故选C。 8．AB 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能一定大；但内能由质量、温度和体积共同决定，温度高的物体内能不一定大（如小物体与大物体比较），故A正确； B．布朗运动的显著程度与温度有关，温度越高，液体分子热运动越剧烈，对悬浮颗粒的撞击越频繁，布朗运动越显著，故B正确； C．分子间作用力随距离的变化并非单调。当分子间距离从小于平衡位置（r0）开始增大时，斥力逐渐减小；但当距离从大于r0开始增大时，分子力（引力）可能先增大后减小，故C错误； D．当分子间作用力表现为斥力时（r<r0），分子势能随分子间距离的减小而持续增大（需克服斥力做功），故D错误。 故选AB。 9．AB 【详解】A．气体摩尔体积（为摩尔质量，为密度） 单个分子平均占据的体积 将每个分子占据的空间等效为立方体，边长就是相邻分子的平均距离，可以估算，故A正确； B．水分子间距接近平衡距离，压缩时分子间距小于，分子斥力随距离减小急剧增大，对外宏观表现为难以压缩，是分子斥力的宏观体现，故B正确； C．物体内能是所有分子的分子动能与分子势能的总和，仅分子动能总和不构成内能，故C错误； D．根据热力学温度与摄氏温度的关系可知，，即二者每一度的冷热差别完全相同，故D错误。 故选AB。 题型五　气体压强与状态参量 1．B 【详解】A．轮胎封闭，气体分子数不变，故A错误； B．白天温度升高，气体分子平均动能增大，导致压强增大，故B正确； C．气体分子间作用力在理想气体模型中忽略不计，且温度变化不直接影响分子间作用力，故C错误； D．压强增大意味着单位面积所受分子平均作用力增大，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】由题意，与右侧液面等高处，压强相等，则 得。 故选B。 3．A 【详解】气球的压强 气球 的压强 其中为外界压强。由于，所以 所以打开阀门后，a中气体会进入b，随着气体流动，气球的体积会减小，压强继续增大，最终，a中气体全部进入b。 故选A 。 4．C 【详解】管内气体的压强为 p=p0+ρgh=76cmHg +20cmHg=96cmHg 故选C。 5．AC 【详解】A．温度升高，分子热运动加剧，气体分子的平均速率变大，A正确； B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子的平均动能变大，B错误； C．分子平均速率变大，分子撞击器壁的平均作用力增大，C正确； D．体积不变，单位体积内的分子数不变。温度升高，分子平均速率变大，撞击到单位面积器壁上的分子数变多，D错误。 故选AC。 6．甲：，乙：，丙：，丁：，戊：； 【详解】在图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知 所以被封闭气体的压强 在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程 有 解得被封闭气体的压强 在图丙中，仍以B液面为研究对象，有 所以被封闭气体的压强 在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得 所以被封闭气体的压强 在图戊中，从开口端开始计算：右端为大气压，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为 而a气柱的压强为 题型六　温度计与热学简答 1．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。 2．C 【详解】A．达到热平衡的物体温度相同，但内能由质量、材料、体积等因素共同决定，温度相同并不保证内能相等。例如，相同温度的一杯水和一桶水内能不同，故A错误； B．热力学温度与摄氏温度的换算关系为 ，故B错误； C．热力学温标（K）与摄氏温标（℃）的刻度间隔相同，即温度变化量与大小相等，故C正确； D．内能由分子动能和势能组成，0℃（273.15K）时分子仍有热运动，内能不为零，故D错误。 故选C。 3． 标准大气压下沸水 标准大气压下冰水混合物 【详解】略 4． 【详解】由题图知间共有15个小格，每个小格表示的温度为， 有色水柱的下端离D点3个格， 即对应， 所以温度为。 5．(1)导热板会因两侧压强不同而移动，氦气和氧气之间会热传递；最终氦气和氧气的压强、温度相同，体积不再变化。 (2)猜想温度这个状态参量可以描述热平衡时共同的“热学性质”。 (3)说明只要温度相同，任何系统间都处于热平衡即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。 【详解】（1）略； （2）略； （3）略。 第 页 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $