2025年高中三年级下学期物理热学综合强化测试试卷（含答案）

2025年高中三年级下学期物理热学综合强化测试试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，体积增大，吸热，但内能不变，则气体在此过程中（）。A.气体对外做功，同时从外界吸热B.气体对外做功，同时向外界放热C.气体外界对气体做功，同时从外界吸热D.气体外界对气体做功，同时向外界放热2.关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）。A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B.任何物体都具有内能，但不能具有热量C.热机的效率可以达到100%D.不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化3.水的比热容较大，下列现象中利用了这一特性的是（）。A.汽车发动机用水冷却B.南方地区的房屋冬天多建朝北的窗户C.夏天在地面洒水感到凉爽D.炉灶旁边水壶容易烫手4.一定质量的理想气体，经历一个等温压缩过程，下列物理量中保持不变的是（）。A.气体的内能B.气体的密度C.气体的压强D.气体分子的平均动能5.关于物态变化，下列说法正确的是（）。A.晶体熔化时，温度不变，内能增加B.液体沸腾时，温度不变，需要不断吸热C.熔点和凝固点总是相同的D.任何物质的升华过程都需要吸热二、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）6.一根粗细均匀的金属棒，温度从0℃升高到100℃，其质量不变，则其密度将________（填“变大”、“变小”或“不变”），内能将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。7.某理想气体经历等压膨胀过程，体积增大为原来的2倍，温度从300K升高到600K，则气体的压强变为原来的________倍，气体的分子平均动能变为原来的________倍。8.一定量的气体从状态A（压强p₁，体积V₁，温度T₁）变化到状态B（压强p₂，体积V₂，温度T₂），如果此过程是绝热的，则气体的内能变化量ΔU与外界对气体做功W的关系是________（填“ΔU=W”、“ΔU=-W”或“无法确定”），如果此过程是等温的，则气体的内能变化量ΔU为________。9.将0.5kg的0℃的冰投入初温为20℃、质量为1kg的水中，达到热平衡后，不计热量损失，则最后的热平衡温度为________℃。（冰的熔化热为3.36×10⁵J/kg，水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)）三、计算题（本题共3小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）10.（10分）一定质量的理想气体，从状态A（压强p₁=2×10⁵Pa，体积V₁=10L，温度T₁=300K）经历一个等温过程膨胀到状态B（体积V₂=20L），然后被绝热压缩回状态C（体积V₃=10L）。求气体在等温膨胀过程中吸收的热量Q₁，以及气体在绝热压缩过程中内能的变化量ΔU。（气体常数R=8.31J/(mol·K)）11.（10分）质量为2kg的金属块，吸收了1.68×10⁴J的热量后，温度从20℃升高到80℃。求这块金属的比热容c。如果将这块金属块完全熔化成同温度的液体（假设熔化热全部由金属块吸收），至少还需要吸收多少热量？（金属的熔点为660℃，熔化热为3.3×10⁵J/kg）12.（10分）一定质量的理想气体，从状态D（压强p_D=1×10⁵Pa，体积V_D=10L，温度T_D=300K）先经历一个等压压缩过程，体积变为5L；然后经历一个等容降温过程，温度变为200K。求气体在整个过程中对外界做的总功W以及气体内能的总变化量ΔU。（假设气体在整个过程中可以视为理想气体）试卷答案一、单项选择题1.A2.D3.A4.D5.B二、填空题6.变小，变大7.1，√28.ΔU=-W，09.4三、计算题10.Q₁=4.62×10³J；ΔU=0解析思路：10.(1)等温过程：Q₁=W₁=∫pdV。由理想气体状态方程p₁V₁=nRT₁，p₂V₂=nRT₂，且T₁=T₂得，p₂V₂=p₁V₁，即p₂=0.5p₁。代入得W₁=∫_{V₁}^{V₂}pdV=∫_{V₁}^{V₂}(p₁V₁/V₁)dV=p₁V₁ln(V₂/V₁)=2×10⁵Pa×10×10⁻³m³×ln(20/10)J=4.62×10³J。因为等温过程内能不变，ΔU=0。气体吸收的热量Q₁=4.62×10³J。(2)绝热过程：绝热过程不做功（W=0），内能变化ΔU=Q。由于绝热过程与外界无热量交换，所以ΔU=0。11.c=3.0×10²J/(kg·℃)；Q_熔=6.6×10⁵J解析思路：11.(1)温度升高量ΔT=80℃-20℃=60℃。吸收的热量Q=mcΔT。c=Q/(mΔT)=1.68×10⁴J/(2kg×60℃)=3.0×10²J/(kg·℃)。(2)熔化过程：熔化热Q_熔=mL_熔=2kg×3.3×10⁵J/kg=6.6×10⁵J。12.W=-1.25×10³J；ΔU=-1.25×10³J解析思路：12.(1)等压压缩过程：W₁=p_D(V_D-V₃)。V₃=V_D/2=5L=5×10⁻³m³。W₁=1×10⁵Pa×(10-5)×10⁻³m³=-5×10²J。等容降温过程：等容过程不做功，W₂=0。整个过程中气体对外界做的总功W=W₁+W₂=-5×10²J=-1.25×10³J。(2)内能变化ΔU=nC_vΔT。对于理想气体，C_v=(3/2)R（单原子气体）或C_v=(5/2)R（双原子气体），题目未说明种类，通常按双原子气体处理。ΔT=T_3-T_D=200K-300K=-100K。n=p_DV_D/RT_D=1×10