2025-2026年江苏省苏教版高二物理第十七章热学综合练习题

2025-2026年江苏省苏教版高二物理第十七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.在热学研究中，温度的微观本质是（）A.物体分子平均动能的宏观表现B.物体分子数目的统计规律C.物体内部所有分子动能的总和D.物体分子势能的集中体现解析：温度是物体内部分子热运动剧烈程度的宏观标志，其本质是分子平均动能的统计表现。分子数目的多少决定物质质量而非温度，分子势能与分子间相互作用有关但非温度本质，动能总和与温度成正比但不是本质定义。根据苏教版高二物理教材第十七章“温度与分子动能”部分，温度是标量，与分子运动方向无关，仅与分子平均动能相关。2.一定质量的理想气体经历等温压缩过程，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.气体压强与体积成反比D.气体分子势能增加解析：等温过程温度不变，根据麦克斯韦速率分布定律，分子平均速率由温度决定，因此选项A错误。等温压缩时体积减小，分子数密度（分子数/体积）增大，选项B错误。根据玻意耳定律（PV=常数），压强与体积成反比，选项C正确。理想气体分子间无相互作用力，分子势能始终为零，选项D错误。3.关于热力学第一定律，下列说法正确的是（）A.摩擦生热是能量守恒的例外B.热量可以自发从低温物体传到高温物体C.做功和热传递都能改变物体内能D.热机的效率可以达到100%解析：摩擦生热是机械能转化为内能，符合能量守恒定律，选项A错误。热量传递方向性由热力学第二定律决定，不能自发从低温到高温，选项B错误。做功和热传递都是改变内能的途径，选项C正确。根据热力学第二定律，热机效率永远小于100%，选项D错误。4.某气体经历等压膨胀过程，下列说法正确的是（）A.气体分子平均速率减小B.气体分子数密度增大C.气体温度升高D.气体分子势能减小解析：等压膨胀时压强不变，根据盖-吕萨克定律（V/T=常数），温度升高，分子平均速率增大，选项A错误。温度升高导致分子数密度减小（PV=nRT），选项B错误，选项C正确。理想气体分子势能为零，选项D错误。5.关于热传递的三种方式，下列说法正确的是（）A.传导是依靠介质分子定向移动实现的B.对流只能在液体和气体中发生C.热传递的实质是内能的转移D.黑体辐射与温度无关解析：传导依靠分子振动和碰撞传递能量，选项A错误。对流是流体特有的传热方式，选项B正确。热传递本质是能量转移，不一定是内能，如电热转化，选项C错误。黑体辐射强度与温度的四次方成正比，选项D错误。6.某气体经历等温压缩和绝热压缩两个过程，最终体积相同，下列说法正确的是（）A.绝热压缩气体温度升高更多B.等温压缩气体对外做功更多C.两个过程气体内能变化相同D.两个过程气体压强变化相同解析：绝热压缩无热量交换，根据绝热方程PV^γ=常数，温度升高更显著，选项A正确。等温压缩不做功，绝热压缩做功更多，选项B错误。绝热压缩内能增加等于外界做功，等温压缩内能不变，选项C错误。两个过程压强变化不同（绝热压强更大），选项D错误。7.关于液晶，下列说法正确的是（）A.液晶既具有液体流动性又具有晶体各向异性B.液晶分子排列在特定方向上具有有序性C.液晶的光学性质随温度变化不明显D.液晶显示器利用了液晶的磁性特性解析：液晶是介于液体和晶体之间的特殊状态，兼具流动性（类似液体）和部分有序性（类似晶体），选项A正确。液晶分子在特定方向上排列有序，选项B正确。液晶光学性质对温度敏感，可用于温度传感器，选项C错误。液晶显示器利用电场调控分子取向改变透光性，选项D错误。8.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.布朗运动反映了液体分子的无规则运动C.布朗运动与温度无关D.布朗运动是悬浮颗粒的宏观运动解析：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到分子碰撞产生的随机运动，不是液体分子运动本身，选项A错误。布朗运动是分子无规则运动的宏观表现，选项B正确。温度越高分子运动越剧烈，布朗运动越明显，选项C错误。布朗运动是微观颗粒运动，选项D错误。9.关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）A.热量可以自发从高温物体传到低温物体B.热机效率可以达到100%C.孤立系统熵永不增加D.热力学第二定律的克劳修斯表述解析：热量传递方向性由克劳修斯表述决定，不能自发从低温到高温，选项A错误。热机效率受热力学第二定律限制，选项B错误。孤立系统熵永不减少，选项C错误。克劳修斯表述为“热量不能自发从低温物体传到高温物体”，选项D正确。10.关于内能，下列说法正确的是（）A.0℃的物体没有内能B.物体的内能与机械能无关C.做功和热传递都能改变内能D.理想气体的内能只与温度有关解析：内能是物体内部所有分子动能和势能的总和，任何温度的物体都有内能，选项A错误。内能与机械能可相互转化，选项B错误。做功和热传递是改变内能的两种方式，选项C正确。理想气体分子间无势能，内能仅与温度有关，选项D正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.某气体经历等温膨胀过程，压强从1.0×10^5Pa减小到5.0×10^4Pa，体积从10L增加到20L，该过程气体对外界做功为_________J。解：根据W=∫PdV，等温过程W=nRTln(V₂/V₁)，由PV=nRT得W=PV₁ln(V₂/V₁)=1.0×10^5Pa×10L×ln(2)=6.91×10^4J。2.某气体经历等压压缩过程，温度从300K降低到200K，体积减小为原来的0.8倍，气体分子平均速率变化了_________%。解：根据v̄∝√T，速率变化率Δv̄/v̄=√(T₂/T₁)-1=√(200/300)-1=-15.8%，即减小了15.8%。3.热力学第一定律的表达式ΔU=Q+W中，Q表示_________，W表示_________。解：Q表示热传递的热量，W表示外界对系统做的功。4.某气体经历等温压缩过程，压强从P₁增加到P₂，气体分子数密度变化了_________倍。解：等温过程分子数密度n=PV/(N_AkT)，n₂/n₁=P₂/P₁，变化了P₂/P₁倍。5.热传递的三种方式分别是_________、_________和_________。解：传导、对流、辐射。6.液晶显示器利用了液晶的_________特性，通过电场改变分子取向控制透光性。解：光学各向异性。7.布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到_________碰撞产生的随机运动。解：液体分子。8.热力学第二定律的克劳修斯表述为：_________。解：热量不能自发从低温物体传到高温物体。9.理想气体的内能只与_________有关，与分子间相互作用无关。解：温度。10.某气体经历等压膨胀过程，温度从T₁升高到T₂，气体分子平均速率变化了_________%。解：根据v̄∝√T，速率变化率Δv̄/v̄=√(T₂/T₁)-1=√(T₂/T₁)-1%。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.温度相同的物体，内能一定相同。（×）解：内能还与分子数和分子势能有关，如相同温度的水和冰内能不同。2.热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体体现。（√）解：热力学第一定律表述为ΔU=Q+W，是能量守恒在热现象中的形式。3.等温过程气体不吸热也不放热。（√）解：等温过程ΔU=0，根据第一定律Q=-W，即系统吸收的热量等于对外做功。4.热机的效率可以达到100%。（×）解：根据热力学第二定律，热机效率永远小于100%。5.布朗运动是液体分子的运动。（×）解：布朗运动是悬浮颗粒的运动，反映分子运动。6.液晶既具有液体流动性又具有晶体各向异性。（√）解：液晶是介于液体和晶体之间的特殊状态。7.热传递的实质是内能的转移。（×）解：热传递本质是能量转移，不一定是内能。8.黑体辐射与温度无关。（×）解：黑体辐射强度与温度的四次方成正比。9.理想气体的内能只与温度有关。（√）解：理想气体分子间无势能，内能仅与温度有关。10.热力学第二定律的开尔文表述为“热量不能自发从低温物体传到高温物体”。（×）解：开尔文表述为“不可能从单一热源吸热全部转化为功而不引起其他变化”。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述温度的微观本质。解：温度是物体内部分子平均动能的宏观表现，与分子数无关，仅与分子热运动剧烈程度相关。2.简述等温过程的特点。解：等温过程温度不变，根据玻意耳定律PV=常数，压强与体积成反比，内能不变。3.简述热力学第一定律的物理意义。解：热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的体现，表明能量可以相互转化但总量守恒。4.简述热传递的三种方式及其特点。解：传导依靠介质分子碰撞传递能量，对流是流体定向移动传递能量，辐射是电磁波传递能量。5.简述液晶的特性。解：液晶兼具液体流动性（可流动）和晶体部分有序性（光学各向异性），光学性质对电场敏感。6.简述布朗运动的成因。解：布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到液体分子随机碰撞产生的随机运动，反映分子无规则运动。7.简述热力学第二定律的克劳修斯表述。解：热量不能自发从低温物体传到高温物体，必须借助外界做功实现。8.简述理想气体的内能特点。解：理想气体分子间无相互作用力，内能仅由分子动能决定，与体积、压强无关。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某气体经历等压膨胀过程，压强为1.0×10^5Pa，体积从10L增加到20L，温度从300K升高到360K，求气体对外界做功和吸收的热量。（设气体为理想气体）解：根据W=∫PdV=P(V₂-V₁)=1.0×10^5Pa×(20-10)L=1.0×10^6J。根据理想气体状态方程n=PV/RT，n=(1.0×10^5Pa×10L)/(300K×8.31J/(mol•K))≈4.0mol。ΔU=nCvΔT，对于双原子分子Cv=5R/2，ΔU=4.0mol×(5×8.31J/(mol•K))×(360K-300K)=2.62×10^3J。根据第一定律Q=ΔU+W=2.62×10^3J+1.0×10^6J=1.03×10^6J。2.某气体经历等温压缩过程，压强从1.0×10^5Pa增加到1.2×10^5Pa，体积从20L减小到15L，求气体内能变化和外界做功。（设气体为理想气体）解：等温过程ΔU=0。根据W=∫PdV=P₁V₁ln(V₂/V₁)=1.0×10^5Pa×20L×ln(15/20)=-1.386×10^5J，即外界对气体做功1.386×10^5J。3.某气体经历等压膨胀过程，压强为1.0×10^5Pa，体积从10L增加到30L，温度从300K升高到450K，求气体分子平均速率变化和内能变化。（设气体为理想气体）解：根据v̄∝√T，速率变化率Δv̄/v̄=√(450/300)-1=0.5，即速率增大50%。对于双原子分子Cv=5R/2，ΔU=nCvΔT，n=(1.0×10^5Pa×10L)/(300K×8.31J/(mol•K))≈4.0mol。ΔU=4.0mol×(5×8.31J/(mol•K))×(450K-300K)=4.92×10^4J。4.某气体经历等温压缩和绝热压缩两个过程，初始状态为P₁=1.0×10^5Pa，V₁=10L，T₁=300K，最终体积均为V₂=5L，求两个过程中压强变化和内能变化。解：等温过程P₂=P₁V₁/V₂=1.0×10^5Pa×10/5=2.0×10^5Pa，ΔU=0。绝热过程P₂=P₁(V₁/V₂)^γ，对于双原子分子γ=7/5=1.4，P₂=1.0×10^5Pa×(10/5)^1.4=3.48×10^5Pa，ΔU=W>0。5.某气体经历等压膨胀过程，压强为1.0×10^5Pa，体积从10L增加到20L，温度从300K升高到360K，求气体吸收的热量和内能变化。（设气体为理想气体）解：根据W=∫PdV=P(V₂-V₁)=1.0×10^5Pa×(20-10)L=1.0×10^6J。根据理想气体状态方程n=PV/RT，n=(1.0×10^5Pa×10L)/(300K×8.31J/(mol•K))≈4.0mol。ΔU=nCvΔT，对于双原子分子Cv=5R/2，ΔU=4.0mol×(5×8.31J/(mol•K))×(360K-300K)=2.62×10^3J。根据第一定律Q=ΔU+W=2.62×10^3J+1.0×10^6J=1.03×10^6J。6.某气体经历等温压缩过程，压强从1.0×10^5Pa增加到1.2×10^5Pa，体积从20L减小到15L，求气体内能变化和外界做功。（设气体为理想气体）解：等温过程ΔU=0。根据W=∫PdV=P₁V₁ln(V₂/V₁)=1.0×10^5Pa×20L×ln(15/20)=-1.386×10^5J，即外界对气体做功1.386×10^5J。7.某气体经历等压膨胀过程，压强为1.0×10^5Pa，体积从10L增加到30L，温度从300K升高到450K，求气体分子平均速率变化和内能变化。（设气体为理想气体）解：根据v̄∝√T，速率变化率Δv̄/v̄=√(450/300)-1=0.5，即速率增大50%。对于双原子分子Cv=5R/2，ΔU=nCvΔT，n=(1.0×10^5Pa×10L)/(300K×8.31J/(mol•K))≈4.0mol。ΔU=4.0mol×(5×8.31J/(mol•K))×(450K-300K)=4.92×10^4J。8.某气体经历等温压缩和绝热压缩两个过程，初始状态为P₁=1.0×10^5Pa，V₁=10L，T₁=300K，最终体积均为V₂=5L，求两个过程中压强变化和内能变化。解：等温过程P₂=P₁V₁/V₂=1.0×10^5Pa×10/5=2.0×10^5Pa，ΔU=0。绝热过程P₂=P₁(V₁/V₂)^γ，对于双原子分子γ=7/5=1.4，P₂=1.0×10^5Pa×(10/5)^1.4=3.48×10^5Pa，ΔU=W>0。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.C3.C4.C5.B6.A7.A8.B9.D10.D解析：温度本质是分子平均动能，等温过程压强与体积成反比，热力学第一定律是能量守恒，等压膨胀温度升高，热传递方式包括传导、对流、辐射，液晶兼具流动性与各向异性，布朗运动反映分子运动，热力学第二定律克劳修斯表述为热量不能自发从低温到高温，理想气体内能仅与温度有关。二、填空题1.6.91×10^4J2.15.8%3.热传递的热量外界对系统做的功2.P₂/P₁5.传导对流辐射6.光学各向异性7.液体分子3.热量不能自发从低温物体传到高温物体9.温度10.√(T₂/T₁)-1%解析：等温过程做功W=PV₁ln(V₂/V₁)，速率变化率Δv̄/v̄=√(T₂/T₁)-1，热力学第一定律Q=ΔU+W，分子数密度n=P/V，液晶光学性质对电场敏感，布朗运动是分子碰撞导致，热力学第二定律克劳修斯表述为热量不能自发从低温到高温，理想气体内能仅与温度有关，等压膨胀速率变化率Δv̄/v̄=√(T₂/T₁)-1。三、判断题1.×2.√3.√4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.×解析：内能与分子数和势能有关，热力学第一定律是能量守恒，等温过程Q=-W，热机效率受热力学第二定律限制，布朗运动是悬浮颗粒运动，液晶兼具流动性与各向异性，热传递本质是能量转移，黑体辐射与温度四次方成正比，理想气体内能仅与温度有关，开尔文表述为“不可能从单一热源吸热全部转化为功而不引起其他变化”。四、简答题1.温度是物体内部分子平均动能的宏观表现，与分子数无关，仅与分子热运动剧烈程度相关。2.等温过程温度不变，根据玻意耳定律PV=常数，压强与体积成反比，内能不变。3.热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的体现，表明