2025学年高中物理必修72模块测试卷：热力学与热辐射综合试题

2025学年高中物理必修72模块测试卷：热力学与热辐射综合试题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题要求：从下列各题的四个选项中，选出符合题意的一个。1.下列关于热力学第一定律的描述中，正确的是（）A.热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用B.热力学第一定律表明了热能与机械能之间的相互转化C.热力学第一定律说明了热量和功可以相互替代D.热力学第一定律揭示了内能与物体宏观运动状态的关系2.下列关于理想气体的描述中，正确的是（）A.理想气体没有分子间的相互作用B.理想气体的体积、压强、温度成正比C.理想气体的压强与分子平均动能成正比D.理想气体的压强与分子数密度成正比3.下列关于热力学第二定律的描述中，正确的是（）A.热力学第二定律表明了热量不能自发地从低温物体传递到高温物体B.热力学第二定律说明了热机的效率总是大于1C.热力学第二定律揭示了热量与功之间的转化关系D.热力学第二定律说明了热量与内能之间的转化关系4.下列关于热辐射的描述中，正确的是（）A.热辐射是物体因温度而发出的电磁波B.热辐射的强度与物体的温度成正比C.热辐射的波长与物体的温度成反比D.热辐射的频率与物体的温度成反比5.下列关于热力学第三定律的描述中，正确的是（）A.热力学第三定律表明了绝对零度时，所有物体的熵都等于零B.热力学第三定律说明了熵与温度的关系C.热力学第三定律揭示了热力学系统在绝热过程中的熵变D.热力学第三定律说明了热力学过程的方向6.下列关于热力学势的描述中，正确的是（）A.热力学势是热力学系统状态的函数B.热力学势与热力学系统的温度、压强有关C.热力学势与热力学系统的内能、体积有关D.热力学势与热力学系统的熵、压强有关7.下列关于热平衡的描述中，正确的是（）A.热平衡是两个或多个物体之间达到相同温度的状态B.热平衡时，物体的温度不变C.热平衡时，物体的内能不变D.热平衡时，物体的熵不变8.下列关于热传导的描述中，正确的是（）A.热传导是热量在物体内部传递的过程B.热传导的速度与物体的温度成正比C.热传导的方向与热量的传递方向相同D.热传导的强度与物体的温度梯度成正比9.下列关于热对流和热辐射的描述中，正确的是（）A.热对流是热量在流体中传递的过程B.热辐射是热量通过电磁波传递的过程C.热对流和热辐射都是热量在固体中传递的过程D.热对流和热辐射都是热量在气体中传递的过程10.下列关于热机的描述中，正确的是（）A.热机是一种将热能转化为机械能的装置B.热机的效率总是大于1C.热机的效率与热力学第二定律有关D.热机的效率与热力学第三定律有关二、填空题要求：根据题目要求，将答案填写在横线上。1.热力学第一定律是能量守恒定律在__________中的应用。2.理想气体的压强与分子平均动能__________。3.热力学第二定律表明了热量不能自发地从__________物体传递到__________物体。4.热辐射的强度与物体的__________成正比。5.热力学第三定律表明了绝对零度时，所有物体的__________都等于零。6.热力学势是热力学系统__________的函数。7.热平衡是两个或多个物体之间达到__________的状态。8.热传导是热量在__________中传递的过程。9.热对流是热量在__________中传递的过程。10.热机的效率总是__________。四、计算题要求：根据下列条件，计算并写出答案。1.一块质量为0.5kg的物体，从温度为20℃加热到100℃，若不计热量损失，求物体吸收的热量。2.一个理想气体在等压条件下，体积从0.5m³膨胀到1m³，若气体的温度从27℃升高到37℃，求气体吸收的热量和对外做的功。五、简答题要求：简述下列概念。1.热力学第一定律。2.热力学第二定律。3.热辐射。六、实验题要求：根据下列实验条件，分析并回答问题。1.在一个封闭的容器中，放置一个加热器和一个温度计。加热器加热容器中的水，温度计用来测量水的温度。请描述实验步骤，并说明如何通过实验验证热力学第一定律。本次试卷答案如下：一、选择题1.A解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用，因此A选项正确。2.D解析：理想气体的压强与分子数密度和分子平均动能有关，其中分子平均动能与温度成正比，所以D选项正确。3.A解析：热力学第二定律表明了热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，因此A选项正确。4.A解析：热辐射是物体因温度而发出的电磁波，所以A选项正确。5.A解析：热力学第三定律表明了绝对零度时，所有物体的熵都等于零，因此A选项正确。6.A解析：热力学势是热力学系统状态的函数，与系统的内能、体积、温度等状态有关，因此A选项正确。7.A解析：热平衡是两个或多个物体之间达到相同温度的状态，因此A选项正确。8.A解析：热传导是热量在物体内部传递的过程，因此A选项正确。9.B解析：热对流是热量在流体中传递的过程，热辐射是热量通过电磁波传递的过程，所以B选项正确。10.C解析：热机的效率与热力学第二定律有关，即热机的效率总是小于1，因此C选项正确。二、填空题1.热现象中解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用，所以空格处应填写“热现象中”。2.成正比解析：理想气体的压强与分子平均动能成正比，因为分子平均动能与温度成正比。3.低温高温解析：热力学第二定律表明了热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。4.温度解析：热辐射的强度与物体的温度成正比。5.熵解析：热力学第三定律表明了绝对零度时，所有物体的熵都等于零。6.状态解析：热力学势是热力学系统状态的函数。7.相同温度解析：热平衡是两个或多个物体之间达到相同温度的状态。8.物体内部解析：热传导是热量在物体内部传递的过程。9.流体解析：热对流是热量在流体中传递的过程。10.小于1解析：热机的效率总是小于1。四、计算题1.物体吸收的热量Q=cmΔt=0.5kg×4.18J/(g·℃)×(100℃-20℃)=16380J解析：使用公式Q=cmΔt计算物体吸收的热量，其中c为物体的比热容，m为物体的质量，Δt为物体温度的变化。2.气体吸收的热量Q=nCvΔT，对外做的功W=PΔV，其中Cv为气体的摩尔定容热容，ΔT为气体温度的变化，P为气体的压强，ΔV为气体体积的变化。根据理想气体状态方程P1V1/T1=P2V2/T2，可求得P2和V2，进而计算W=P2ΔV。具体计算过程如下：Q=nCvΔT=(PV/T)ΔT=(P1V1/T1)ΔT=P1V1ΔT/T1W=PΔV=P2V2-P1V1=(P1V1/T1)ΔV/T1-P1V1=P1ΔV/T1-P1V1解析：使用热力学第一定律和理想气体状态方程，结合气体的状态变化计算气体吸收的热量和对外做的功。五、简答题1.热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用，它表明热量、功和内能之间存在着等效关系。2.热力学第二定律：热力学第二定律表明了热现象的方向性，即热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，同时也表明了热机的效率不可能达到100%。3.热辐射：热辐射是物体因温度而发出的电磁波，其波长和频率与物体的温度有关，热辐射的强度与物体的温度成正比。六、实验题1.实验