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：90分钟满分：100分一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32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B.温度相同的物体，内能一定相等C.物体的内能只与温度有关，与体积无关D.外界对物体做功，物体的内能一定增大2.关于热力学第一定律，下列说法正确的是（）A.热力学第一定律的表达式为\(\DeltaU=Q+W\)，其中W表示物体对外界做的功B.物体吸热，内能一定增大；物体放热，内能一定减小C.外界对物体做功，同时物体放热，物体的内能可能不变D.热力学第一定律揭示了能量可以凭空产生或消失3.下列过程中，属于做功改变物体内能的是（）A.用热水袋取暖B.阳光照射使冰块熔化C.反复弯折铁丝，铁丝发热D.炉火加热使水沸腾4.关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）A.热力学第二定律说明能量守恒定律是错误的B.热量不可能从低温物体传到高温物体C.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的D.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化5.一定质量的理想气体，在绝热膨胀过程中（）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6.下列现象中，不能用热力学第二定律解释的是（）A.冬天一杯热水很快变冷B.自然界中水流从高处流向低处C.冰箱制冷时需要消耗电能D.墨水在水中会扩散开来7.一定质量的理想气体，从状态1到状态2，经历等容过程，吸收热量Q，内能变化量为\(\DeltaU\)，则（）A.\(W=0\)，\(\DeltaU=Q\)B.\(W>0\)，\(\DeltaU=Q+W\)C.\(W<0\)，\(\DeltaU=Q+W\)D.\(W=0\)，\(\DeltaU=-Q\)8.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%B.热机的效率越高，消耗的燃料越少C.热机的效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值D.提高热机效率的关键是减小内能的损失二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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）9.下列关于内能、热量和功的说法，正确的是（）A.热量是物体内能变化的量度，是过程量B.物体的内能与温度、体积、物质的量都有关C.外界对物体做正功，物体的内能一定增加D.物体放出热量，内能不一定减小10.下列过程中，遵守热力学第一定律的是（）A.气体绝热压缩，温度升高B.气体绝热膨胀，温度降低C.物体吸热，温度不变D.物体放热，温度升高11.关于热力学第二定律的两种表述，下列说法正确的是（）A.克劳修斯表述指出了热传递的方向性B.开尔文表述指出了机械能与内能转化的方向性C.两种表述是等价的，都揭示了宏观热现象的不可逆性D.两种表述都说明能量守恒定律在热现象中不适用12.一定质量的理想气体经历下列过程，内能一定变化的是（）A.等温变化，体积增大B.等容变化，压强增大C.等压变化，体积减小D.绝热变化，体积不变三、填空题（本题共3小题，每空3分，共18分）13.热力学第一定律的表达式为______，其中\(\DeltaU\)为物体内能的变化量，Q为物体______的热量（Q为正表示吸热，负表示放热），W为______对物体做的功（W为正表示外界对物体做功，负表示物体对外界做功）。14.一定质量的理想气体，在等温压缩过程中，外界对气体做功100J，气体放出的热量为______J，气体的内能变化量为______J；若在绝热压缩过程中，外界对气体做功100J，气体的内能变化量为______J。15.热机的效率总是小于1，这是因为______，其效率的表达式为\(\eta=\)______×100%；提高热机效率的途径有______（写出一条即可）。四、解答题（本题共3小题，共34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）16.（10分）一定质量的理想气体，在某过程中吸收热量Q=200J，同时外界对气体做功W=150J。求：（1）气体内能的变化量\(\DeltaU\)；（2）若气体经历的是等容过程，温度变化情况如何？简要说明理由；（3）若气体经历的是等温过程，体积变化情况如何？简要说明理由。17.（12分）一定质量的理想气体，从状态A（\(p_A=1.0×10^5Pa\)，\(V_A=2.0L\)，\(T_A=300K\)）经绝热压缩过程到达状态B，外界对气体做功300J，气体体积变为\(V_B=1.0L\)，温度升高到\(T_B=450K\)。求：（1）气体在绝热过程中内能的变化量；（2）气体在状态B的压强\(p_B\)；（3）若气体从状态B经等容降温过程回到状态A，气体放出的热量为多少。18.（12分）一台热机，每消耗0.5kg的汽油，可对外做有用功\(6.3×10^6J\)。已知汽油的热值\(q=4.6×10^7J/kg\)，求：（1）0.5kg汽油完全燃烧放出的热量；（2）这台热机的效率；（3）若热机的效率提高到40%，同样消耗0.5kg汽油，可对外做多少有用功；结合热力学第二定律，说明热机效率为何不能达到100%。参考答案一、单项选择题1.A2.C3.C4.C5.B6.B7.A8.C二、多项选择题9.ABD10.ABCD11.ABC12.BC三、填空题13.\(\DeltaU=Q+W\)；吸收或放出；外界14.100；0；10015.存在能量损失；\(\frac{W_{有用}}{Q_{放}}\)；减少废气带走的热量（合理即可）四、解答题16.解：（1）根据热力学第一定律\(\DeltaU=Q+W\)，代入数据：\(\DeltaU=200J+150J=350J\)，即气体内能增加350J。（2）温度升高。理由：等容过程中气体不做功（\(W=0\)），吸收热量后内能增大；理想气体内能只与温度有关，内能增大则温度升高。（3）体积增大。理由：等温过程中气体内能不变（\(\DeltaU=0\)），吸收热量的同时必须对外做功；气体对外做功，体积增大。17.解：（1）绝热过程中气体不吸收也不放出热量（\(Q=0\)），由热力学第一定律\(\DeltaU=Q+W\)，得\(\DeltaU=300J\)，内能增加300J。（2）由理想气体状态方程\(\frac{p_AV_A}{T_A}=\frac{p_BV_B}{T_B}\)，代入数据：\(p_B=\frac{p_AV_AT_B}{T_AV_B}=\frac{1.0×10^5Pa×2.0L×450K}{300K×1.0L}=3.0×10^5Pa\)。（3）从B到A等容降温，气体不做功（\(W=0\)），内能变化量\(\DeltaU'=-\DeltaU=-300J\)；由\(\DeltaU'=Q'+W\)，得\(Q'=-300J\)，即气体放出300J热量。18.解：（1）汽油完全燃烧放出的热量\(Q_{放}=mq=0.5kg×4.6×10^7J/kg=2.3×10^7J\)。（2）热机效率\(\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.3×10^6J}{2.3×10^7J}×10