2025-2026年浙江省部编版高二物理上册第9章热学综合练习题

2025-2026年浙江省部编版高二物理上册第9章热学综合练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.关于热力学第一定律，下列说法正确的是（）A.系统吸收热量，其内能一定增加B.系统对外做功，其内能一定减少C.系统内能变化量等于外界对系统做功与系统吸收热量的总和D.热传递是能量转移的一种方式，但不是内能变化的唯一原因参考答案：C解析：热力学第一定律表述为ΔU=Q+W，其中ΔU为内能变化量，Q为吸收的热量，W为外界对系统做功。选项A错误，因为系统吸收热量若同时对外做功，内能可能减少；选项B错误，因为系统对外做功若同时吸收热量，内能可能增加；选项C正确，直接表述了热力学第一定律；选项D错误，热传递和做功都是改变内能的方式。2.一定质量的理想气体经历等温压缩过程，下列物理量中保持不变的是（）A.气体分子平均动能B.气体压强C.气体体积D.气体分子数密度参考答案：A解析：等温过程温度不变，根据理想气体分子动理论，分子平均动能与温度成正比，因此平均动能不变。压强P=ρRT/V，体积V减小则压强增大，选项B错误；体积V减小，选项C错误；分子数密度n=N/V，体积减小则数密度增大，选项D错误。3.关于热传递的三种方式，下列说法正确的是（）A.传导是依靠物质分子定向移动来传递能量的B.对流是依靠液体或气体温度不均引起的宏观流动来传递能量的C.热辐射是依靠电磁波来传递能量的，不需要介质D.三种方式在真空中均无法进行能量传递参考答案：B解析：传导依靠分子振动和碰撞传递能量，选项A错误；对流依靠流体宏观流动传递能量，选项B正确；热辐射依靠电磁波传递能量，不需要介质，选项C正确但非唯一正确选项；热辐射在真空中可进行，选项D错误。4.一定质量的理想气体从状态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），若ΔU为内能变化量，Q为吸收的热量，W为对外做功，下列关系正确的是（）A.若T₂>T₁，则ΔU>0B.若V₂<V₁，则W>0C.若P₂>P₁，则Q>0D.若T₂<T₁，则Q<0参考答案：A解析：理想气体内能仅与温度有关，ΔU=cₙ(T₂-T₁)，若T₂>T₁则ΔU>0，选项A正确；若V₂<V₁，气体被压缩，外界对气体做功W>0，选项B错误；压强变化与热量关系不确定，需结合过程判断，选项C错误；若T₂<T₁则ΔU<0，但热量Q可能为正或负，取决于过程，选项D错误。5.关于绝对零度，下列说法正确的是（）A.绝对零度是低温的极限，理论上可以达到B.绝对零度时，气体分子停止运动C.绝对零度时，理想气体压强为零D.绝对零度对应-273.15℃参考答案：C解析：绝对零度（0K）是理论上的低温极限，实际无法达到，选项A错误；分子运动与温度成正比，绝对零度时分子仍有零点能，选项B错误；理想气体压强P=nkT，T=0则P=0，选项C正确；绝对零度对应-273.15K，即-273.15℃，选项D错误。6.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，下列说法正确的是（）A.气体分子平均速率增大B.气体分子数密度减小C.气体内能增加D.气体对外做功为零参考答案：A解析：等压过程压强P不变，体积V增大则温度T升高，根据理想气体分子动理论，温度升高分子平均速率增大，选项A正确；分子数密度n=N/V，体积V增大则n减小，选项B正确；温度升高内能增加，选项C正确；体积增大气体对外做功W>0，选项D错误。7.关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体B.热机效率可以达到100%C.热力学第二定律的克劳修斯表述与开尔文表述等价D.热力学第二定律与热力学第一定律矛盾参考答案：C解析：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，选项A错误；热机效率不可能达到100%，选项B错误；克劳修斯表述和开尔文表述均描述了自然界中热传递的方向性，等价，选项C正确；热力学第二定律是第一定律的补充，不矛盾，选项D错误。8.关于液晶，下列说法正确的是（）A.液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性B.液晶的光学性质随温度变化而改变C.液晶显示器利用了液晶的磁性D.液晶分子排列完全有序，类似于普通晶体参考答案：B解析：液晶具有液体的流动性和晶体的部分有序性及各向异性，选项A正确；液晶的光学性质对温度敏感，选项B正确；液晶显示器利用了液晶的电光效应，选项C错误；液晶分子排列部分有序，非完全有序，选项D错误。9.关于布朗运动，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的运动B.布朗运动的剧烈程度与温度无关C.布朗运动是悬浮颗粒自身的运动D.布朗运动是分子运动的宏观表现参考答案：D解析：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒的无规则运动，而非液体分子运动，选项A错误；温度越高分子运动越剧烈，布朗运动越明显，选项B错误；布朗运动是颗粒受分子撞击的结果，不是颗粒自身运动，选项C错误；布朗运动是分子无规则运动的宏观表现，选项D正确。10.关于热力学第二类永动机，下列说法正确的是（）A.热力学第二类永动机可以制成B.热力学第二类永动机违反了热力学第一定律C.热力学第二类永动机违反了热力学第二定律D.热力学第二类永动机可以持续对外做功而不消耗能量参考答案：C解析：热力学第二类永动机可以持续将热量完全转化为功而不产生其他影响，违反了热力学第二定律，选项C正确；其可以制成但无法持续，选项A错误；其不违反热力学第一定律，选项B错误；其需要持续消耗热量，选项D错误。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.理想气体状态方程为______，其中R为气体常数，其值为______J/(mol•K)。参考答案：PV=nRT；8.31解析：理想气体状态方程为PV=nRT，R为气体常数，数值为8.31J/(mol•K)。2.一定质量的理想气体经历等温压缩过程，气体______，______，______。参考答案：内能不变；压强增大；体积减小解析：等温过程温度不变，内能不变；根据理想气体状态方程PV=nRT，体积减小则压强增大。3.热传递的三种方式为______、______和______。参考答案：传导；对流；热辐射解析：热传递的三种方式为传导、对流和热辐射。4.热力学第一定律的数学表达式为______，其中Q表示______，W表示______。参考答案：ΔU=Q+W；系统吸收的热量；外界对系统做功解析：热力学第一定律表述为ΔU=Q+W，Q为吸收的热量，W为外界对系统做功。5.绝对零度对应摄氏温度______℃。参考答案：-273.15解析：绝对零度（0K）对应摄氏温度-273.15℃。6.理想气体分子动理论认为，气体分子间除碰撞外，分子间作用力可忽略不计。参考答案：正确解析：理想气体分子间作用力忽略不计，碰撞是分子间的主要相互作用。7.热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能______。参考答案：自发地从低温物体传到高温物体解析：热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体。8.液晶显示器利用了液晶的______效应。参考答案：电光解析：液晶显示器利用了液晶的电光效应，即液晶的光学性质随电场变化而改变。9.布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒的______运动。参考答案：无规则解析：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，是分子运动的宏观表现。10.热力学第二类永动机违反了______定律。参考答案：热力学第二类解析：热力学第二类永动机违反了热力学第二定律。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.理想气体的内能与温度成正比。参考答案：正确解析：理想气体内能仅与温度有关，与体积和压强无关，温度升高内能增加。2.热传递是能量转移的一种方式，但不是内能变化的唯一原因。参考答案：正确解析：热传递和做功都是改变内能的方式，但不是唯一原因。3.等温过程温度不变，因此气体分子平均动能不变。参考答案：正确解析：温度是分子平均动能的标志，温度不变分子平均动能不变。4.对流是依靠液体或气体温度不均引起的宏观流动来传递能量的。参考答案：正确解析：对流依靠流体宏观流动传递能量，与温度不均有关。5.热辐射是依靠电磁波来传递能量的，不需要介质。参考答案：正确解析：热辐射依靠电磁波传递能量，可在真空中进行。6.热力学第二定律的克劳修斯表述与开尔文表述等价。参考答案：正确解析：两种表述均描述了自然界中热传递的方向性，等价。7.液晶分子排列完全有序，类似于普通晶体。参考答案：错误解析：液晶分子排列部分有序，非完全有序。8.布朗运动是液体分子的运动。参考答案：错误解析：布朗运动是悬浮颗粒的运动，不是液体分子运动。9.热力学第二类永动机可以持续对外做功而不消耗能量。参考答案：错误解析：其需要持续消耗热量，违反热力学第二定律。10.绝对零度是低温的极限，理论上可以达到。参考答案：错误解析：绝对零度是理论上的低温极限，实际无法达到。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述热力学第一定律的物理意义。参考答案：热力学第一定律的物理意义是能量守恒定律在热力学中的具体体现，表述了内能、热量和功之间的转化关系。解析：热力学第一定律ΔU=Q+W表明内能变化量等于吸收的热量与外界对系统做功之和，体现了能量守恒。2.简述等温过程的特征。参考答案：等温过程温度不变，内能不变；根据理想气体状态方程PV=nRT，压强与体积成反比。解析：等温过程温度不变，内能不变；压强与体积成反比，即体积增大压强减小。3.简述热传递的三种方式及其特点。参考答案：热传递的三种方式为传导、对流和热辐射。传导依靠分子振动传递能量，对流依靠流体宏观流动传递能量，热辐射依靠电磁波传递能量，无需介质。解析：传导、对流和热辐射是热传递的三种方式，各有特点。4.简述绝对零度的物理意义。参考答案：绝对零度是理论上的低温极限，对应分子平均动能为零，实际无法达到。解析：绝对零度是分子运动停止的极限温度，实际无法达到。5.简述热力学第二定律的克劳修斯表述。参考答案：热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。解析：热量自发传递的方向性是热力学第二定律的克劳修斯表述。6.简述液晶的物理性质。参考答案：液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的部分有序性及各向异性。解析：液晶的物理性质介于液体和晶体之间。7.简述布朗运动的成因。参考答案：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受液体分子撞击而引起的无规则运动。解析：布朗运动是分子运动的宏观表现。8.简述热力学第二类永动机的特点。参考答案：热力学第二类永动机可以持续将热量完全转化为功而不产生其他影响，违反热力学第二定律。解析：其违反了热传递的方向性。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，初始状态压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=2.0×10⁻³m³，温度T₁=300K，膨胀后体积V₂=3.0×10⁻³m³，求气体膨胀后的温度T₂和对外做功W。参考答案：T₂=450K；W=1.68×10³J解析：等压过程压强不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，T₂=T₁(V₂/V₁)=300×(3.0/2.0)=450K；对外做功W=P(V₂-V₁)=1.0×10⁵×(3.0-2.0)×10⁻³=1.68×10³J。2.一定质量的理想气体从状态A（压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=2.0×10⁻³m³，温度T₁=300K）变化到状态B（压强P₂=1.0×10⁵Pa，体积V₂=3.0×10⁻³m³，温度T₂=450K），求内能变化量ΔU。参考答案：ΔU=6.72×10³J解析：内能变化量ΔU=cₙ(T₂-T₁)，对于理想气体，ΔU=nCₙ(T₂-T₁)，由于过程未知，无法直接计算，但若假设为等压过程，则ΔU=nCₚ(T₂-T₁)，Cₚ=5R/2，ΔU=5Rn(T₂-T₁)/2=5×8.31×1×(450-300)/2=6.72×10³J。3.一定质量的理想气体经历等温压缩过程，初始状态压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=3.0×10⁻³m³，温度T₁=300K，压缩后体积V₂=2.0×10⁻³m³，求气体压缩后的压强P₂和外界对气体做功W。参考答案：P₂=1.5×10⁵Pa；W=1.68×10³J解析：等温过程温度不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，P₂=P₁(V₁/V₂)=1.0×10⁵×(3.0/2.0)=1.5×10⁵Pa；外界对气体做功W=-P(V₂-V₁)=-1.0×10⁵×(2.0-3.0)×10⁻³=1.68×10³J。4.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，初始状态压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=2.0×10⁻³m³，温度T₁=300K，膨胀后体积V₂=3.0×10⁻³m³，求气体膨胀后的温度T₂和内能变化量ΔU。参考答案：T₂=450K；ΔU=6.72×10³J解析：等压过程压强不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，T₂=T₁(V₂/V₁)=300×(3.0/2.0)=450K；内能变化量ΔU=nCₙ(T₂-T₁)，对于理想气体，ΔU=nCₚ(T₂-T₁)，Cₚ=5R/2，ΔU=5Rn(T₂-T₁)/2=5×8.31×1×(450-300)/2=6.72×10³J。5.一定质量的理想气体经历等温压缩过程，初始状态压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=3.0×10⁻³m³，温度T₁=300K，压缩后体积V₂=2.0×10⁻³m³，求气体压缩后的压强P₂和内能变化量ΔU。参考答案：P₂=1.5×10⁵Pa；ΔU=0解析：等温过程温度不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，P₂=P₁(V₁/V₂)=1.0×10⁵×(3.0/2.0)=1.5×10⁵Pa；内能变化量ΔU=0，因为温度不变。6.一定质量的理想气体从状态A（压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=2.0×10⁻³m³，温度T₁=300K）变化到状态B（压强P₂=1.0×10⁵Pa，体积V₂=3.0×10⁻³m³，温度T₂=450K），求气体吸收的热量Q。参考答案：Q=8.40×10³J解析：根据热力学第一定律ΔU=Q+W，等压过程W=P(V₂-V₁)=1.0×10⁵×(3.0-2.0)×10⁻³=1.68×10³J，ΔU=6.72×10³J，Q=ΔU+W=6.72×10³+1.68×10³=8.40×10³J。7.一定质量的理想气体经历等温压缩过程，初始状态压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=3.0×10⁻³m³，温度T₁=300K，压缩后体积V₂=2.0×10⁻³m³，求气体压缩后的压强P₂和外界对气体做功W。参考答案：P₂=1.5×10⁵Pa；W=1.68×10³J解析：等温过程温度不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，P₂=P₁(V₁/V₂)=1.0×10⁵×(3.0/2.0)=1.5×10⁵Pa；外界对气体做功W=-P(V₂-V₁)=-1.0×10⁵×(2.0-3.0)×10⁻³=1.68×10³J。8.一定质量的理想气体从状态A（压强P₁=1.0×10⁵Pa，体积V₁=2.0×10⁻³m³，温度T₁=300K）变化到状态B（压强P₂=1.0×10⁵Pa，体积V₂=3.0×10⁻³m³，温度T₂=450K），求气体吸收的热量Q和外界对气体做功W。参考答案：Q=8.40×10³J；W=1.68×10³J解析：等压过程W=P(V₂-V₁)=1.0×10⁵×(3.0-2.0)×10⁻³=1.68×10³J，ΔU=6.72×10³J，Q=ΔU+W=6.72×10³+1.68×10³=8.40×10³J。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C2.A3.C4.A5.C6.A7.C8.B9.D10.C二、填空题1.PV=nRT；8.312.内能不变；压强增大；体积减小3.传导；对流；热辐射4.ΔU=Q+W；系统吸收的热量；外界对系统做功5.-273.156.正确7.自发地8.电光9.无规则10.热力学第二类三、判断题1.正确2.正确3.正确4.正确5.正确6.正确7.错误8.错误9.错误10.错误四、简答题1.热力学第一定律的物理意义是能量守恒定律在热力学中的具体体现，表述了内能、热量和功之间的转化关系。2.等温过程温度不变，内能不变；根据理想气体状态方程PV=nRT，压强与体积成反比。3.热传递的三种方式为传导、对流和热辐射。传导依靠分子振动传递能量，对流依靠流体宏观流动传递能量，热辐射依靠电磁波传递能量，无需介质。4.绝对零度是理论上的低温极限，对应分子平均动能为零，实际无法达到。5.热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。6.液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的部分有序性及各向异性。7.布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受液体分子撞击而引起的无规则运动。8.热力学第二类永动机可以持续将热量完全转化为功而不产生其他影响，违反热力学第二定律。五、应用题1.T₂=450K；W=1.68×10³J解析：等压过程压强不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，T₂=T₁(V₂/V₁)=300×(3.0/2.0)=450K；对外做功W=P(V₂-V₁)=1.0×10⁵×(