2025 年高三物理热学基础训练卷

2025年高三物理热学基础训练卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题只有一个选项正确，将正确选项的字母填在题后括号内。每小题3分，共30分）1.关于温度和内能，下列说法正确的是（）A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大B.物体的温度越高，分子热运动越剧烈C.做功和热传递都能改变物体的内能，但本质相同D.0℃的物体没有内能2.下列现象中，能说明分子间存在引力的是（）A.水往低处流B.磁铁能吸引铁钉C.橡皮筋拉伸到一定程度后会断裂D.两块玻璃板用力压在一起很难分开3.关于热传递，下列说法正确的是（）A.热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体B.热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，或者从物体的高温部分传递到低温部分C.热传递有三种方式：传导、对流和辐射D.热传递过程中，物体的内能一定减少4.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，体积增大，压强减小，则下列说法正确的是（）A.气体一定吸收了热量B.气体一定放出了热量C.气体的内能一定增加D.气体的内能变化无法确定5.下列说法正确的是（）A.等温过程中，理想气体的内能不变，但一定不对外做功，也不吸收热量B.等容过程中，理想气体的压强随温度的升高而增大C.等压过程中，理想气体的体积随温度的升高而增大D.等温过程中，理想气体的压强随体积的增大而增大6.关于热机，下列说法正确的是（）A.热机的效率越高，表示它消耗的燃料越多B.热机的效率越高，表示它将内能转化为机械能的比例越大C.热机的效率不可能达到100%D.热机工作时，一定会对外界放出热量7.水的比热容较大，下列说法正确的是（）A.相同质量的水和其它液体，升高相同的温度，水吸收的热量更多B.相同质量的水和其它液体，吸收相同的热量，水升高的温度更低C.水的比热容是水这种物质的一种特性，与水的体积和质量有关D.冬天在房间内放一盆水，水会吸收房间内大量的热量，使室温下降8.关于物态变化，下列说法正确的是（）A.熔化是物质从液态变为固态的过程B.汽化是物质从液态变为气态的过程，只能在液体的表面发生C.液化是物质从气态变为液态的过程，只有在温度降低时才能发生D.升华是物质直接从固态变为气态的过程，这个过程需要吸热9.下列实例中，利用了热传递改变物体内能的是（）A.锯木头时，锯条发烫B.用手搓搓手，感觉暖和C.烧水时，水吸收热量温度升高D.钻木取火10.一定质量的理想气体，从状态(P₁,V₁,T₁)变化到状态(P₂,V₂,T₂)，如果T₁>T₂，且气体对外界做了正功，则下列说法正确的是（）A.气体的压强P₂一定小于P₁B.气体的体积V₂一定大于V₁C.气体的内能一定增加D.气体一定吸收了热量二、多项选择题（每小题有多个选项正确，将正确选项的字母填在题后括号内。每小题4分，共20分）11.下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.分子间同时存在引力和斥力C.温度越高，分子热运动越剧烈D.气体的压强是由于气体分子对器壁的持续不断的无规则撞击产生的12.下列过程可能发生的是（）A.热量从低温物体传递到高温物体B.一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大C.一定质量的气体，在压强不变的情况下，温度降低，体积减小D.一定质量的气体，在吸收热量的同时，对外界做功，内能增加13.下列实例中，利用了分子间引力的是（）A.玻璃杯打碎了很难粘合在一起B.硬币掉进水盆里很难捞上来C.用钢笔吸墨水D.书本压在桌面上，桌面对书本有支持力14.关于理想气体状态方程PV/T=C，下列说法正确的是（）A.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，则温度一定升高B.一定质量的理想气体，如果温度不变，体积减小，则压强一定增大C.一定质量的理想气体，如果体积不变，温度升高，则压强一定增大D.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强和体积的乘积与温度的比值一定不变15.下列说法正确的是（）A.0℃的冰块没有内能B.物体的温度越高，其分子平均速率越大C.热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体D.做功和热传递都可以改变物体的内能，且等效三、填空题（每小题4分，共16分）16.水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)，质量为2kg的水，温度从20℃升高到80℃，吸收的热量是________J。17.某理想气体经历一个等温压缩过程，外界对气体做了100J的功，则气体的内能________（选填“增加”、“减少”或“不变”），气体对外界放出的热量是________J。18.水的熔点是0℃，沸点是100℃，在标准大气压下，水沸腾的过程中，水的温度________（选填“升高”、“降低”或“不变”），水需要不断吸收热量，但温度保持不变，这是因为水正在发生________（选填“熔化”或“汽化”）过程。19.一根金属棒，用长度为L的细线悬挂起来，静止时金属棒与竖直方向的夹角为θ。现对金属棒的一端加热，使其温度从T₁升高到T₂，则θ角将________（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是________。四、计算题（共34分）20.（10分）一定质量的理想气体，从状态A(2atm,2L)等温变化到状态B(1atm,4L)。求：(1)气体在状态A和状态B的温度分别为多少开尔文？(2)气体在等温变化过程中，是吸热还是放热？为什么？(3)如果气体从状态A直接等容变化到压强为1atm的状态C，再从状态C等温变化到状态B，求气体在整个过程中对外界做的功。（假设气体常数R=0.0821L·atm/(mol·K)）21.（12分）质量为0.5kg的铁块，初温为200℃，在室温为20℃的环境中冷却。已知铁的比热容为0.46×10³J/(kg·℃)。求：(1)铁块冷却到室温时放出的热量是多少？(2)如果这些热量有50%被质量为1kg、初温为20℃的水吸收，水温度升高多少℃？（不计热量损失）22.（12分）将100g、0℃的冰投入盛有400g、50℃的热水中，混合后达到热平衡。已知水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，冰的熔化热为3.3×10⁵J/kg。求混合后的共同温度。（不计热量损失）试卷答案一、单项选择题1.B2.D3.B4.D5.B6.B7.A8.D9.C10.B解析1.内能是物体内部所有分子动能和势能的总和，与物体的质量、温度、状态有关。温度高的物体内能不一定大，因为质量、状态可能不同。分子热运动是永不停息的，温度越高，分子热运动越剧烈。做功和热传递是改变内能的两种方式，本质不同。任何物体都有内能。故B正确。2.水往低处流是重力作用。磁铁吸引铁钉是磁性作用。橡皮筋拉伸到一定程度后会断裂，说明分子间存在相互作用的拉力（引力）。两块玻璃板用力压在一起很难分开，说明分子间存在相互作用的吸引力。故D正确。3.热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，或者从物体的高温部分传递到低温部分，这是热传递的条件。热量传递的方向性是由温度差决定的。热传递的三种方式是传导、对流和辐射。热传递过程中，如果外界对物体做功，且物体对外放热，则物体内能可能增加。故B正确。4.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，体积增大，压强减小，根据理想气体状态方程PV/T=C，T减小，内能变化无法仅凭V增大和P减小确定。气体可能对外做功，也可能外界对气体做功，做功情况未知。气体温度降低，内能一定减少。热传递情况也未知。故D正确。5.等温过程中，理想气体的温度不变，内能不变。如果体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，由于ΔU=0，所以Q<0，气体一定放出热量。A错误。等容过程中，体积不变，根据理想气体状态方程PV/T=C，压强与温度成正比，温度升高，压强增大。B正确。等压过程中，压强不变，根据理想气体状态方程PV/T=C，体积与温度成正比，温度升高，体积增大。C正确。等温过程中，温度不变，根据理想气体状态方程PV/T=C，压强与体积成反比，体积增大，压强减小。D正确。故B、C、D正确。6.热机的效率是有用功W_有用与燃料完全燃烧释放的热量Q_总的比值，效率越高，表示将内能转化为有用功的比例越大。热机的效率不可能达到100%，是因为存在热损失，且根据热力学第二定律，不可能将从单一热源吸收的热量全部转化为功。热机工作时，将内能转化为机械能，同时一定会向外界放出热量（废热）。故B、C正确。7.相同质量的水和其它液体，升高相同的温度，根据Q=cmΔT，比热容大的物质吸收的热量更多。水的比热容较大，升高相同的温度吸收的热量更多。C错误。相同质量的水和其它液体，吸收相同的热量，根据Q=cmΔT，比热容大的物质升高的温度更低。B正确。8.熔化是物质从固态变为液态的过程。汽化是物质从液态变为气态的过程，可以在液体的表面发生（蒸发），也可以在液体内部和表面同时发生（沸腾）。液化是物质从气态变为液态的过程，可以在任何温度下发生，只要气体达到饱和状态。升华是物质直接从固态变为气态的过程，这个过程需要吸热。故D正确。9.锯木头时，锯条发烫是摩擦生热，是做功改变物体的内能。用手搓搓手，感觉暖和，是摩擦生热，是做功改变物体的内能。烧水时，水吸收热量温度升高，是热传递改变物体的内能。钻木取火是摩擦生热，是做功改变物体的内能。故C正确。10.一定质量的理想气体，从状态(P₁,V₁,T₁)变化到状态(P₂,V₂,T₂)，如果T₁>T₂，且气体对外界做了正功(W<0)，根据理想气体状态方程PV/T=C，无法直接判断P₂与P₁、V₂与V₁的关系。气体的内能变化ΔU=\frac{m}{M}c_v(T₂-T₁)<0，内能一定减少。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，Q=ΔU-W，由于ΔU<0,W<0，Q的正负无法确定，气体可能吸热，也可能放热。故B正确。二、多项选择题11.布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体或气体分子无规则运动的反映，不是液体分子的无规则运动。分子间同时存在引力和斥力，且它们的大小和方向都在不断变化。温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈。气体的压强是由于大量气体分子对器壁的持续不断的无规则撞击产生的。故C、D正确。12.根据热力学第二定律，热量不能自发的从低温物体传递到高温物体，但可以通过外界做功实现。一定质量的气体，在体积不变的情况下，根据理想气体状态方程PV/T=C，温度升高，压强增大。一定质量的气体，在压强不变的情况下，根据理想气体状态方程PV/T=C，温度降低，体积减小。一定质量的气体，在吸收热量的同时(Q>0)，对外界做功(W<0)，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，内能可能增加(ΔU>0)，也可能减少或不变，取决于Q和W的数值关系。故A、B、C正确。13.分子间存在相互作用的引力和斥力。玻璃杯打碎了，分子间的距离变大，引力作用减弱，很难粘合在一起。硬币掉进水盆里，受到水的浮力和重力作用，很难捞上来，与分子间引力无关。用钢笔吸墨水，是利用了大气压，与分子间引力无关。书本压在桌面上，桌面对书本的支持力是弹力，是由于桌面的形变产生的，不是分子间引力。故D错误。A、B、C正确。14.根据理想气体状态方程PV/T=C。一定质量的理想气体，如果压强不变(P恒定)，体积增大(V增大)，则T必然增大。一定质量的理想气体，如果温度不变(T恒定)，体积减小(V减小)，则P必然增大。一定质量的理想气体，如果体积不变(V恒定)，温度升高(T增大)，则P必然增大。一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强和体积的乘积P₁V₁与温度T₁的比值等于常数C，P₂V₂与T₂的比值也等于常数C，所以P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂，即P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂。故A、B、C正确。15.任何物体都有内能，0℃的冰块也有内能。物体的温度越高，其分子平均动能越大。热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，或者从物体的高温部分传递到低温部分。做功和热传递都可以改变物体的内能，且等效于内能的变化。故B、D正确。三、填空题16.Q=cmΔT=4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(80℃-20℃)=4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×60℃=5.04×10⁵J。17.气体经历等温压缩过程，温度不变，内能不变(ΔU=0)。外界对气体做了100J的功(W>0)。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，0=Q+100J，解得Q=-100J。气体的内能不变，气体对外界放出的热量是100J。18.水沸腾的过程中，吸收热量，但温度保持不变。这是因为水正在发生汽化过程，吸收的热量用于克服分子间作用力，使液态分子变成气态分子，而不是用于提高温度。19.金属棒的一端加热，使其温度从T₁升高到T₂，金属棒会膨胀。由于细线悬挂，金属棒整体会趋向于伸长。由于细线的约束，金属棒会绕悬挂点转动，导致与竖直方向的夹角θ变大。原因是金属棒受热膨胀，在细线拉力作用下绕悬挂点转动。四、计算题20.(1)由理想气体状态方程PV/T=C，得T=PV/C。状态A：T₁=P₁V₁/C=2atm×2L/C状态B：T₂=P₂V₂/C=1atm×4L/C由于状态A和B是同一气体，C相同，所以T₁/T₂=(P₁V₁)/(P₂V₂)=(2atm×2L)/(1atm×4L)=1T₁=T₂T₁=T₂=(2atm×2L)/CT₂=(1atm×4L)/C由于T₁=T₂，所以(2atm×2L)/C=(1atm×4L)/C，得C=4atm·L/TT₁=4atm·L/T=8atm·L/CT₂=4atm·L/T=4atm·L/C答：气体在状态A和状态B的温度分别为8C开尔文和4C开尔文。(2)气体在等温变化过程中，温度不变，内能不变(ΔU=0)。气体体积增大，根据理想气体状态方程PV/T=C，压强减小(W<0)，外界对气体做功(W>0)。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，0=Q+W，由于W<0，所以Q>0，气体一定吸热。答：气体在等温变化过程中吸热。(3)气体从状态A直接等容变化到压强为1atm的状态C，体积不变(V不变)，压强从P₁=2atm变为P_C=1atm，温度从T₁=8C变为T_C=4C。根据理想气体状态方程PV/T=C，等容过程V不变，得P/T=C'(C'为常数)。P₁/T₁=P_C/T_C2atm/(8C)=1atm/T_CT_C=4C与前面计算结果一致。等温过程C到B，温度不变(T_B=4C)，压强从P_C=1atm变为P_B=1atm，体积从V_C=2L变为V_B=4L。气体对外界做功W=PΔV=P_B(V_B-V_C)=1atm×(4L-2L)=2atm·L。1atm·L=1.013×10⁵Pa×2×10⁻³m³=101.3J。答：气体在整个过程中对外界做的功是101.3J。21.(1)铁块冷却到室温时放出的热量Q_放=c_铁m_铁ΔT_铁Q_放=0.46×10³J/(kg·℃)×0.5kg×(200℃-20℃)Q_放=0.46×10³J/(kg·℃)×0.5kg×180℃Q_