2025人教版高中物理选择性必修第三册强化练习题（有解析）--1　温度和温标

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2025人教版高中物理选择性必修第三册
第二章　气体、固体和液体
1　温度和温标
基础过关练
题组一　状态参量与平衡态
1.(2024吉林白城月考)下列说法正确的是 (　　)
A.只有处于平衡态的系统才有状态参量
B.状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统状态变化时,其状态参量都会改变
C.两物体发生热传递时,它们组成的系统处于平衡态
D.0 ℃的冰水混合物放入0 ℃的环境中,冰水混合物处于平衡态
2.(2024山西大同月考)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
题组二　热平衡与温度
3.(经典题)(多选题)有甲、乙、丙三个温度不同的物体(丙的温度最高),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,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
4.(2024云南昆明期中)下列说法正确的是 (　　)
A.处于热平衡的两个物体内能一定相同
B.处于热平衡的两个物体分子平均动能一定相同
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
题组三　温度计与温标
5.(经典题)(2024上海杨浦期末)祝融号火星车设计的最低工作环境温度为-100 ℃,火星车在火星表面巡视探测时经历的最低温度为-92 ℃,两温度相差 (　　)
A.8 K　　　　B.192 K　　　　C.281 K　　　　D.465 K
6.(多选题)下列关于摄氏温度与热力学温度的说法中,正确的是(　　)
A.摄氏温度与热力学温度成正比,摄氏温度由t升高到2t,对应的热力学温度由T升高到2T
B.气体温度升高1 ℃,也就是温度升高1 K;温度下降5 K,也就是温度降低5 ℃
C.摄氏温度与热力学温度在一度上是相等的,只是定义的零度起点不同
D.摄氏温度有时为负值;温度很低时,热力学温度也可能为负值
7.(经典题)温度计是生活、生产中常用的测量装置。如图为一简易温度计,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 ℃
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.B 3.AD 4.B 5.A 6.BC 7.C
1.D　处于非平衡态的系统也有状态参量,A错误;状态参量是描述系统状态的物理量,当系统状态变化时,可能有的状态参量会改变,有的状态参量不变,例如等温变化过程中,系统的温度不发生变化,B错误;两物体发生热传递时,一定存在温度差,它们组成的系统处于非平衡态,C错误;0 ℃的冰水混合物放入0 ℃的环境中,因为温度相同,冰水混合物的状态不发生变化,所以冰水混合物处于平衡态,D正确。故选D。
导师点睛
处理平衡态问题的三个要点
　　(1)平衡态与热平衡不同,平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡,热平衡指的是两个系统之间没有热量传递。
　　(2)系统内所有状态参量都不随时间变化,这才是平衡态。
　　(3)系统处于平衡态,它与外界没有能量交换。
2.B　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,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,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,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,D错误。故选B。
3.AD　乙和丙分开后,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,故A正确,B错误;甲和乙接触很长一段时间后分开,甲和乙达到了热平衡,但乙和丙接触很长一段时间后,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,故C错误,D正确。
易混易错
只要经过足够长时间,物体就会达到平衡态;只要温度相同,系统就会达到热平衡。
4.B　处于热平衡的两个物体的温度相同,因此分子平均动能相同,但内能不一定相同(破题关键),A错误,B正确;处于平衡态的系统内各部分的状态参量,如温度、压强、体积等,能够达到稳定的状态,平衡态属于热力学范畴,与所受合外力是否为零没有关系,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,D错误。故选B。
方法技巧
处理热平衡问题时应把握的两点
　　(1)两物体间发生传热时,高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。
　　(2)两系统达到热平衡时,两系统一定具有相同的温度,其他状态参量未必相同。
5.A　由题意知Δt=t2-t1=-92 ℃-(-100 ℃)=8 ℃,在表示温度差时1 ℃与1 K相等(易错点),则两温度相差ΔT=8 K,故选A。
6.BC　摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273.15 K,摄氏温度与热力学温度不是正比关系,只是一次函数关系,摄氏温度由t升高到2t,对应的热力学温度由T升高到T'=2t+273.15 K=T+t,A错误;摄氏温度与热力学温度的每一度是相等的,只是定义的零度起点不同,B、C正确;摄氏温度可以是负值,但热力学温度中的绝对零度0 K是低温的极限,热力学温度没有负值,D错误。故选B、C。
易混易错
热力学温度与摄氏温度关系的理解
　　(1)热力学温度变化1 K与摄氏温度变化1 ℃是等效的,即ΔT=Δt,而不是ΔT=Δt+273.15 K。
　　(2)绝对零度是低温的极限,只能接近,永远达不到,故热力学温度不会出现负值,但摄氏温度可以出现负值。
7.C　此简易温度计是利用气体的热胀冷缩原理制成的,温度升高时,烧瓶内气体膨胀,有色水柱上升;温度降低时,烧瓶内气体收缩,有色水柱下降。已知A、D间的测量范围为20~80 ℃,可得A对应温度为80 ℃,D对应温度为20 ℃。A、D间刻度均匀分布,每格表示=4 ℃,则有色水柱下端所示温度为20 ℃+3×4 ℃=32 ℃,故选项C正确。
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