2026 年新高考物理热力学定律试卷（附答案可下载）

2026年新高考物理热力学定律试卷（附答案可下载）考试时间：75分钟满分：100分难度梯度：基础题30%中档题50%难题20%一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.关于热力学第一定律的理解，下列说法正确的是（）A.热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中，W表示气体对外界做的功B.物体吸收热量，内能一定增加；物体放出热量，内能一定减小C.外界对物体做功，物体内能可能增加、减小或不变D.热力学第一定律揭示了机械能与内能可以相互转化，且转化过程中能量不守恒2.关于物体的内能，下列说法正确的是（）A.物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，与物体的机械能无关B.温度相同的两个物体，内能一定相等C.物体的温度升高，内能一定增大；温度降低，内能一定减小D.对物体做功，物体的内能一定增大，温度一定升高3.下列现象中，不能用热力学第二定律解释的是（）A.热量不能自发地从低温物体传递到高温物体B.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化C.密闭容器内的气体，会自发地充满整个容器而不会自发地聚集在容器一端D.物体吸收热量，温度可能保持不变4.一定质量的理想气体，在绝热膨胀过程中（无热量交换），下列说法正确的是（）A.气体对外做功，内能增大，温度升高B.气体对外做功，内能减小，温度降低C.外界对气体做功，内能增大，温度升高D.外界对气体做功，内能减小，温度降低5.关于热机的效率，下列说法正确的是（）A.热机的效率可以达到100%，只要减少热量损失即可B.热机的效率越高，说明热机对外做功越多C.热机的效率越高，说明燃料完全燃烧放出的热量转化为机械能的比例越大D.提高热机效率的关键是增大燃料的热值6.一定质量的理想气体，经历等容吸热过程，下列说法正确的是（）A.气体对外做功，内能增大，压强增大B.气体不做功，内能增大，压强增大C.气体不做功，内能减小，压强减小D.外界对气体做功，内能增大，压强增大7.下列过程中，属于机械能转化为内能的是（）A.太阳能热水器将水加热B.电流通过电阻丝发热C.陨石坠入大气层燃烧D.燃气推动汽轮机转动二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。8.关于热力学定律的应用，下列说法正确的是（）A.热力学第一定律适用于所有热力学过程，包括气体的状态变化B.热力学第二定律说明一切自发过程都是不可逆的C.热量可以从低温物体传递到高温物体，但需要外界做功D.第二类永动机违背了热力学第一定律，因此不可能制成9.一定质量的理想气体，在不同的热力学过程中，下列说法正确的是（）A.等温压缩过程中，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变B.等压膨胀过程中，气体吸收热量，对外做功，内能增大C.绝热压缩过程中，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高D.等容放热过程中，气体内能减小，压强增大，温度降低10.关于内能、热量和功的关系，下列说法正确的是（）A.物体的内能变化量等于吸收的热量与外界对物体做的功之和B.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能增大、减小或不变C.物体放出热量，同时外界对物体做功，内能一定增大D.物体不吸收热量，也不放出热量，内能一定不变三、非选择题：本题共5小题，共60分。（一）实验题（共14分）11.（6分）某同学探究“做功与物体内能变化的关系”，实验装置为：一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小团蘸有乙醚的棉花，活塞与筒壁间无摩擦且不漏气。（1）实验中，快速下压活塞，观察到的现象是______，说明外界对气体做功，气体内能______；（2）缓慢下压活塞，筒内气体温度几乎不变，原因是______，此时气体内能变化量近似为______；（3）该实验表明，______可以改变物体的内能，且外界对物体做功，物体内能可能______。12.（8分）某同学通过实验探究“热传递与内能变化的关系”，实验器材包括：量热器、温度计、烧杯、热水、冷水、天平、秒表等。（1）实验中，量热器的作用是______，减少热量散失，保证热传递在热水和冷水之间进行；（2）实验步骤：用天平测出热水和冷水的质量，分别记录热水温度t₁和冷水温度t₂，将热水倒入量热器的冷水中，搅拌均匀后记录混合后的温度t；（3）若热水质量m₁=0.2kg，冷水质量m₂=0.3kg，t₁=80℃，t₂=20℃，混合后温度t=40℃，水的比热容c=4.2×10³J/(kg·℃)，则热水放出的热量Q放=______J，冷水吸收的热量Q吸=______J；（4）实验中Q放大于Q吸，原因是______，该实验表明热传递可以改变物体的内能，且内能的变化量与______有关。（二）解答题（共46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。）13.（8分）一定质量的理想气体，在某过程中吸收热量Q=600J，同时外界对气体做功W=400J。求：（1）气体的内能变化量ΔU；（2）若气体经历的是等容过程，气体的温度变化情况；（3）若气体经历的是等温过程，气体的体积变化情况。14.（10分）一定质量的理想气体，在绝热条件下（Q=0），外界对气体做功W=800J，气体的初始内能U₁=2000J。求：（1）气体的末态内能U₂；（2）若气体的温度与内能成正比，初始温度T₁=300K，求末态温度T₂；（3）若气体经历绝热膨胀过程，对外做功500J，气体的内能变化量及温度变化情况。15.（10分）某热机的效率η=30%，每小时消耗燃料的质量m=10kg，燃料的热值q=4.2×10⁷J/kg。求：（1）每小时燃料完全燃烧放出的热量Q总；（2）每小时热机对外做的有用功W有；（3）若热机的功率保持不变，将效率提高到40%，每小时消耗的燃料质量变为多少。16.（10分）一定质量的理想气体，从状态A（p₁=1.0×10⁵Pa，V₁=2L，T₁=300K）经历等压变化到状态B，体积变为V₂=4L，吸收热量Q=1200J。求：（1）状态B的温度T₂；（2）气体对外做的功W；（3）气体的内能变化量ΔU，判断内能是增大还是减小。17.（8分）质量m=0.5kg的水，温度从20℃升高到100℃，需要吸收多少热量？若这些热量由完全燃烧酒精提供，酒精的热值q=3.0×10⁷J/kg，求需要燃烧酒精的质量（不计热量损失）。已知水的比热容c=4.2×10³J/(kg·℃)。参考答案一、单项选择题1.C2.A3.D4.B5.C6.B7.C二、多项选择题8.ABC9.ABC10.AB三、非选择题（一）实验题11.（1）棉花燃烧，增大（2）气体缓慢散热，零（3）做功，增加12.（1）保温隔热（3）3.36×10⁴，2.52×10⁴（4）有热量散失到空气中，传递的热量多少（二）解答题13.解：（1）由热力学第一定律ΔU=Q+W，得ΔU=600J+400J=1000J；（2）等容过程气体不做功，吸收热量内能增大，温度升高；（3）等温过程内能不变，ΔU=0，由ΔU=Q+W得W=-Q=-600J，气体对外做功，体积增大。答案：（1）1000J（2）温度升高（3）体积增大14.解：（1）绝热过程Q=0，ΔU=W=800J，U₂=U₁+ΔU=2000J+800J=2800J；（2）内能与温度成正比，U₁/T₁=U₂/T₂，得T₂=U₂T₁/U₁=2800×300/2000=420K；（3）绝热膨胀W=-500J，ΔU=W=-500J，内能减小，温度降低。答案：（1）2800J（2）420K（3）ΔU=-500J，温度降低15.解：（1）Q总=mq=10×4.2×10⁷=4.2×10⁸J；（2）η=W有/Q总，得W有=ηQ总=30%×4.2×10⁸=1.26×10⁸J；（3）效率提高后，W有不变，Q总'=W有/η'=1.26×10⁸/40%=3.15×10⁸J，m'=Q总'/q=3.15×10⁸/4.2×10⁷=7.5kg。答案：（1）4.2×10⁸J（2）1.26×10⁸J（3）7.5kg16.解：（1）等压变化由盖-吕萨克定律V₁/T₁=V₂/T₂，得T₂=V₂T₁/V₁=4×300/2=600K；（2）气体对外做功W=p₁ΔV=1.0×10⁵×(4-2)×10⁻³=200J；（3）ΔU=Q-W=1200J-200J=1000J，内能增大。答案：（1）600K（2）200J（3）1