人教版高中物理选择性必修第三册 第12章 第1节温度和温标（表格式教学设计）

第1节温度和温标

年级高二年级学科物理教师

课题第1节温度和温标

建立温度是分子平均动能标志的物理观念，理解分子动能与分

物理观念子势能的概念及关联，明码温度与分子动能、分子势能的变化

规律。

通过分析分子速率分布与分子动能的关系、分子间作用力与分

科学思维子势能的关联，运用逻辑推理和模型思维，深化对分子动理论

及内能概念的认知。

通过模拟分子碰撞实验、分析分子动能变化规律及分子势能随

教学

距离变化的实验数据，探究分子动能的影响因素；借助类比宏

目标科学探究

观机械能的方法，理解微观分子能量的特点，提升实验数据分

析与推理能力。

认识分子动能和分子势能是解释物质热现象的重要微观基础，

联系生活中热胀冷缩、物态变化等现象的微观本质，体会“宏

科学态度

观现象由微观规律决定”的科学思想：激发对微观世界能量规

与责任

律的探索热情，培养严谨分析实验数据、客观归纳微观能量规

律的科学探究态度。

1.温度的微观本质：温度是大量分子无规则运动平均动能的标志（重点）。

.热力学温标与摄氏温标的换算（重点）。

教学2T=/+273.I5K

.理解“温度是分子平均动能标志”的统计意义，区分单个分子动能与大量分

重难点3

子的平均动能（难点）。

教学过程

教师活动学生活动

导入新谍

教师：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子

之间存在着相互作用力。这些因素决定了分子的三种不同的聚集状态：气体、

固体和液体。物体处于不同状态时具有不同的物理性质。

学生思考问题。

人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。相应地，人们对

新材料或传统材料新功能的开发和研制也从来没有停止过。从远古的石器时

代，到后来的青铜器时代、铁器时代……新材料在人类文明进程中扮演了重要

的角色。

假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分为A、B两部分，它们

的压强分别为PA、PB，温度分别为TA、TBO打开挡板K后，如果容器与外界

没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态？

新课讲授一、状态参量与平衡态

教师：在力学中，为了描述物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速

度等物理量。如图中，玻璃瓶内封闭了一定质量的气体，你可以应用哪些物理学生思考并回答

量来描述封闭气体的物理状态？问题。

学生：温度、体积、压强。

师生：归纳总结

1.热力学系统和外界

(1)热力学系统：由大量分子组成的系统叫作热力学系统，简称系统。

(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。

2.状态参量：用来描述系统状态的物理量。常用的状态参量有体积匕压

强P、温度T等。

(1)体积：几何参品，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：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

的状态参量能够达到的稳定状态。

【例1】（多选）（2025♦阜阳市高二检测）下列说法中正确的是

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.两个物体间传热时，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，只要其中某个状态

参量发生变化，系统的状态就会发生变化，不一定各个状态参量都发生变化,

选项A错误；系统处于平衡态或非平衡态都存在状态参量，选项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，选项B正确；两个物体间传热时，两个物体组成的系统内部存在温差，

故系统处于非平衡态，选项D正确。

新遽讲授二「热里衡与温度

教师：如图，烧杯和试管中都装有适量的水，用酒精灯持续对烧杯进行加学生思考并回答

热，利用初中的知识判断试管内的水会不会沸腾（设水的沸点是100℃）,为什问题。

么？

学生：试管内的水不会沸腾，因为烧杯内的水最高温度为100℃,当试管

内的水达到100℃后，将不会从烧杯内吸收热量，所以不会沸腾。

师生：归纳总结

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

不再变化，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热平衡。

3.温度：热平衡中，表征”共同的热学性质”的物理量。

4.热平衡的性质：达到热平衡的系统具有相同的温度，如图

5.部分人们已观测到的温度（播放视频）

从极冷到检焦

F49B.V>9

K*Sm£O

・多•(・•・W・ff

tAfteMnav

【例2】（多选）关于热平衡，下列说法正确的是

A.两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量

B.如果两个系统分别同时与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也

必定处于热平衡

C.温度是反映两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量

D.热平衡定律是温度计能够用来测最温度的基本原理

【解析】温度是反映两个系统是否达到热平衡的唯一物理量，两个系统

处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，但不能说它们具有相同的热量，

A错误，C正确：根据热平衡定律知，当两个系统分别同时和第三个系统达

到热平衡时，这两个系统必定达到热平衡，这是温度计的测温原理，B、D

正确。

教师：平衡态与热平衡有什么区别和联系呢？

学生：平衡态与热平衡的区别和联系如卜.表

精究对政一个杀岐两个投■的系统

区

系装不曼外K彩胸，找老，

别判多体出两个紧统的a度相同

■不叟

处于热半■的两个累钱郡处于平的态

新谡讲授二二遍度让与温标

教师：如图所示，伽利略温度计是利用玻璃管内封闭的气体作为测温物质

制成的，试分析水银柱的高度为什么可以表示气体温度的高低？

学生：由热胀冷缩可知，当外界温度越高时，气体膨胀越厉害，细管内的

水银柱高度减小，即水银柱不同的高度对应气体不同的温度，所以水银柱的高

度可以表示气体温度的高低C

师生：归纳总结

1.温标：定量描述温度的方法称为温标。

2.温标的建立包含三个要素：

（1）选择温度计中用于测量温度的物质，即测温物质；

（2）对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规

定；

（3）确定固定点即温度的零点和分度方法。

3.两种温标：

（1）摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，这种温标规定标准大气

压下冰的熔点为（TC,水的沸点为100。0在（FC和100。（3之间均匀分成

100等份，每份算作l℃o

（2）热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，这种温标规定

摄氏温度的-273.15%：为零值。

4.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，表示，单位是摄氏度，符号

表示为

（2）热力学温度：热力学温标表示的温度，是国际单位制中七个基小物理

量之一，用符号丁表示，单位是开尔文，筒称开，符号为K。

（3）换算关系：7=z+273.15Ko

【例3】（2024•宁夏高二期中）关于热力学温度和摄氏温度，以下说法错

误的是

A.热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位

B.OC的温度可用热力学温度粗略地表示为273K

C.温度升高了1C就是升高了1K

D.热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较

【解析】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；热力学温标与摄氏温标两者大小关系为T=l+273.15K,因此0C的

温度可用热力学温度粗略地表示为273K,故B正确；温度升高了1C就是

升高了1K,故C正确：热力学温度和摄氏温度的温标不同，但是两者大小

关系为T=t+273.I5K,可以进行转换，所以两者表示的温度可以在换算单位

之后进行比较，故D错误。

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、压强和体枳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、压强达到稳定状态，但体积仍可变化

【解析】此温度计每一刻度表示的实际温度为皿℃=5°C,当它的示数为41℃

80-203

时，它上升的格数为4120=21（格），对应的实际温度应为21x5。。=35同理，当

3

实际温度为60C时，此温度计应从20开始上升格数为半=36（格），它的示数为

3

课36℃+20℃=56℃,所以C正确.

堂2.实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20°C；

练在测1标准大气压下沸水的温度时，其读数为80。下面分别是温度计示数为41°C

习时对应的实际温度和实际温度为60C时温度计的示数，其中正确的是（）

A.41℃,60cB.21℃,40℃

C.35℃,56D.35℃,36℃

【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℃

80-203

时，它上升的格数为41-20:21（格），对应的实际温度应为21xf。。=35℃；同理，当

3

实际温度为60℃时，此温度计应从20开始上升格数为丝=36（格），它的示数为

3

36℃+20℃=56℃,所以C正确.

3.如图所示是四种测液体温度的方法，其中正确的是（）

【解析】用温度计测量液体温度时，温度计必须置于液体中，而且不能与容器壁或

底接触，故只VfD正确.

4.一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度人比铁块的温度，2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/=旦/

D.达到热平衡时，两者的温度相等

【解析】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。=。必1知，—/）=C2m（t-ti）,解得达到热平衡时的温度t=

5.热力学系统的平衡态是一种（）

A.定态平衡B.动态平衡

C.分子已经不动D.分子仍做无规则运动

【解析】热力学系统的平衡态是大量分子的平均效果，是动态平衡，分子仍做无规

则运动.

状态停歌乂厩整P.Altr

平育恋:在设有外界影■的情况下.羟过足婚长的

课

听闻.系皎内善都分的状态•■达H的心定状銮

堂

候率状态•■不再变化.两个系蛛对于传然已经

小

达到平育

结热平•与iM

星度；两个系姣处于黑军勤时，具有的共同的熟学慎廉

■度计与，丽r=H-?n.isK

第1节温度和温标

一、状态参量与平衡态

1.热力学系统和外界

(1)热力学系统：由大量分子组成的系统叫作热力学系统，简称系统。

(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。

2.状态参量：用来描述系统状态的物理量。常用的状态参量有体积K压强p、

温度7,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：在没有外界影响的情况下，经过足够长的时间，系统内各部分的状

态参量能够达到的稳定状态。

二、热平衡与温度

1.热平衡：两个相互接触的