部编版高中物理必修第一册第11章热学专项训练习题及答案

部编版高中物理必修第一册第11章热学专项训练习题及答案第1页共1页部编版高中物理必修第一册第11章热学专项训练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.关于温度和热量的概念，下列说法正确的是A.温度高的物体一定比温度低的物体含有的热量多B.物体温度升高，一定吸收了热量C.热量是状态量，温度是状态量D.温度是分子平均动能的宏观表现参考答案：D2.一定质量的理想气体，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.气体一定对外做功，内能增加B.气体一定对外做功，内能减少C.气体一定吸收热量，内能增加D.气体一定放出热量，内能减少参考答案：B3.关于热力学第一定律，下列说法正确的是A.物体吸收热量，其内能一定增加B.物体对外做功，其内能一定减少C.物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量D.热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现参考答案：D4.某理想气体经历等温压缩过程，下列说法正确的是A.气体的内能增加B.气体的压强增大C.气体一定对外界做功D.气体一定从外界吸收热量参考答案：B5.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.不可能从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化D.热力学第二定律是能量守恒定律的补充参考答案：C6.某物体的摩尔质量为M，质量为m，分子数为N，阿伏伽德罗常数为N_A，则该物体的分子数密度为A.M/N_AB.m/NC.N/mD.N_A/M参考答案：B7.关于热传递的方式，下列说法正确的是A.热传递只有三种方式：传导、对流、辐射B.传导是依靠物质内部粒子振动来传递热量的方式C.对流是依靠液体或气体流动来传递热量的方式D.辐射是依靠电磁波来传递热量的方式参考答案：D8.某理想气体经历等压膨胀过程，体积增大，则下列说法正确的是A.气体的温度一定升高B.气体的内能一定增加C.气体一定对外界做功D.气体一定从外界吸收热量参考答案：A9.关于绝对零度，下列说法正确的是A.绝对零度是物体能够达到的最低温度B.绝对零度时，物体的分子动能为零C.绝对零度时，物体的内能为零D.绝对零度是一个理论上的温度，实际上无法达到参考答案：A10.关于热力学温标，下列说法正确的是A.热力学温标是绝对温标B.热力学温标的零度是绝对零度C.热力学温标与摄氏温标的分度值相同D.热力学温标只适用于理想气体参考答案：C二、填空题（共10小题，每题2分）1.物体温度升高，分子热运动的______增大。参考答案：剧烈程度2.气体分子的平均动能只与气体的______有关。参考答案：温度3.一定质量的理想气体，在等温过程中，气体的内能______。参考答案：不变4.热传递的三种基本方式是传导、对流和______。参考答案：辐射5.物体的内能包括分子动能和分子势能的总和，对于理想气体，分子势能______。参考答案：为零6.气体压强是由于气体分子不断撞击容器壁而产生的，压强的大小与气体分子的______和单位体积内的分子数有关。参考答案：平均速率7.在标准大气压下，冰的熔点是______。参考答案：0℃8.物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中，物体吸收热量，但温度______。参考答案：不变9.热机的效率是指热机做的有用功与它从热源吸收的热量的比值，效率总是______。参考答案：小于110.根据热力学第二定律，热量不能自动地从低温物体传到高温物体，这说明自然界中的热传递具有______。参考答案：方向性三、判断题（共10小题，每题2分）1.物体的温度越高，分子热运动的平均动能就越大。参考答案：√2.气体分子的速率分布是均匀的，每个分子的速率都相同。参考答案：×3.热传递的三种方式中，传导是依靠物质内部粒子相互作用来传递能量的。参考答案：√4.液体的表面张力是由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离而产生的。参考答案：√5.在标准大气压下，冰的熔点是0℃，但实际生活中冰水混合物的温度可能低于0℃。参考答案：×6.理想气体分子的碰撞是弹性的，碰撞过程中既没有能量损失，也没有动量损失。参考答案：√7.绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程，但系统内部的能量可以改变。参考答案：√8.气体的压强是由于气体分子对容器壁的持续不断、无规则撞击而产生的。参考答案：√9.液晶显示器利用了液晶材料在外加电场作用下其光学性质会发生变化的特性。参考答案：√10.热力学第二定律指出，热量可以自发地从低温物体传到高温物体。参考答案：×四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述温度、热量和内能的区别与联系。参考答案：温度是物体冷热程度的宏观表现，热量是物体间因温度差而转移的能量，内能是物体内部所有分子动能和势能的总和。三者联系在于温度差是热量转移的条件，热量传递会导致内能变化，而温度是内能变化的表现。2.解释什么是热传递，并列举三种热传递的方式。参考答案：热传递是热量从高温物体传到低温物体的过程。三种方式是传导、对流和辐射。传导是热量沿物体传递，对流是流体内部热量传递，辐射是热量以电磁波形式传递。3.说明气体压强的微观解释。参考答案：气体压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的平均作用力。微观解释包括分子数密度、分子平均速率和分子碰撞频率。4.列举影响理想气体状态方程中压强、体积、温度变化的三个因素。参考答案：影响理想气体状态方程PV=nRT中压强的因素有温度、体积和分子数密度。温度升高分子平均速率增大，体积减小分子数密度增大，分子碰撞频率增加，压强增大。5.简述液晶显示器的工作原理。参考答案：液晶显示器利用液晶材料的光学各向异性。液晶分子在外电场作用下排列变化，改变对光的透射率，通过控制像素点透光实现显示。6.解释什么是热力学第二定律，并举例说明其应用。参考答案：热力学第二定律指出热量不能自动从低温物体传到高温物体。应用如冰箱通过做功使热量从低温环境转移到高温环境。7.列举两个热力学第二类永动机无法实现的原因。参考答案：热力学第二类永动机无法实现的原因有违反热力学第二定律和违反热力学第一定律。第二类永动机假设热量自动从低温物体传到高温物体，违反不可逆性；若不消耗功，则违反能量守恒。8.简述焦耳定律的内容及其应用。参考答案：焦耳定律内容是电流通过导体产生的热量Q等于电流平方、电阻和通电时间的乘积（Q=I²Rt）。应用如电暖器、白炽灯利用电流热效应。五、应用题（共8小题，每题3分）1.一密闭容器中装有质量为2kg、初温为20℃的水，现向其中加入质量为3kg、初温为80℃的热水，求混合后的共同温度。（水的比热容为4.2×10^3J/(kg•℃)）参考答案：40℃2.某理想气体经历等压膨胀过程，体积从2×10^-3m^3膨胀到4×10^-3m^3，温度从300K升高到600K，求气体的压强。参考答案：1×10^5Pa3.一金属块质量为500g，放入沸水中煮一段时间后取出，立即放入质量为1kg、温度为10℃的水中，最终水温达到25℃，求金属块的比热容。（水的比热容为4.2×10^3J/(kg•℃)）参考答案：0.88×10^3J/(kg•℃)4.某气体经历等温压缩过程，压强从1×10^5Pa增加到2×10^5Pa，体积减少了2×10^-3m^3，求气体的摩尔数。（气体常数R=8.31J/(mol•K)）参考答案：0.25mol5.一容器内装有氧气，温度为27℃，压强为1.2×10^5Pa，求单位体积内氧气的分子数。（氧气摩尔质量为32g/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.02×10^23mol^-1）参考答案：3.3×10^25m^-36.某理想气体经历等容升温过程，温度从300K升高到600K，压强增加了1.5倍，求气体的初始压强。参考答案：1.2×10^5Pa7.一金属块质量为200g，放入质量为800g、温度为20℃的水中，最终水温达到30℃，求金属块的比热容。（水的比热容为4.2×10^3J/(kg•℃)）参考答案：0.42×10^3J/(kg•℃)8.某气体经历等温膨胀过程，体积从1×10^-3m^3膨胀到3×10^-3m^3，对外做功1.5×10^3J，求气体的压强。参考答案：5×10^4Pa标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：D解析：温度是分子平均动能的宏观表现，温度高表示分子平均动能大，这是对温度本质的正确描述。选项A错误，因为热量是过程量，不能说物体“含有”热量；选项B错误，因为物体温度升高可能是外界对物体做功导致的；选项C错误，因为热量和温度都是状态量，内能也是状态量。2.参考答案：B解析：气体体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，做功W为负值，所以内能ΔU减少。选项A错误，因为体积增大对外做功，W为正值，内能应减少；选项C错误，因为压强减小，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度应降低，内能减少；选项D错误，因为温度降低，内能减少，但无法判断是否放出热量。3.参考答案：D解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现，表述为ΔU=Q+W，即内能的增量等于吸收的热量加上对外界做的功。选项A错误，因为内能增加可能是外界对物体做功导致的；选项B错误，因为内能减少可能是物体对外界做功导致的；选项C错误，因为内能增加可能是外界对物体做功导致的。4.参考答案：B解析：等温过程中，温度不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，体积减小，压强增大。选项A错误，因为等温过程中温度不变，内能不变；选项C错误，因为体积减小，外界对气体做功；选项D错误，因为等温过程中温度不变，内能不变，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，W为正值，Q为负值。5.参考答案：C解析：热力学第二定律表述为不可能从单一热源吸热并全部用来做功，而不引起其他变化，这是对热力学第二定律的正确描述。选项A错误，因为热量不可能自发地从低温物体传到高温物体；选项B错误，因为热机效率不可能达到100%；选项D错误，因为热力学第二定律是能量守恒定律的补充。6.参考答案：B解析：分子数密度是指单位体积内的分子数，即N/V，其中V=m/M，所以分子数密度N/m。选项A错误，因为M/N_A是摩尔体积；选项C错误，因为N/m是分子数密度；选项D错误，因为N_A/M是摩尔质量。7.参考答案：D解析：辐射是依靠电磁波来传递热量的方式，这是对辐射方式的正确描述。选项A错误，因为热传递还有相变传热；选项B错误，因为传导是依靠物质内部粒子振动来传递热量的方式；选项C错误，因为对流是依靠液体或气体流动来传递热量的方式。8.参考答案：A解析：等压过程中，压强不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，体积增大，温度一定升高。选项B错误，因为温度升高，内能增加；选项C错误，因为体积增大，气体对外界做功；选项D错误，因为温度升高，内能增加，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，W为正值，Q为正值。9.参考答案：A解析：绝对零度是物体能够达到的最低温度，这是对绝对零度的正确描述。选项B错误，因为绝对零度时，分子平均动能为零；选项C错误，因为绝对零度时，内能不为零；选项D错误，因为绝对零度是一个理论上的温度，实际上可以接近但不能达到。10.参考答案：C解析：热力学温标与摄氏温标的分度值相同，只是零点不同，这是对热力学温标的正确描述。选项A错误，因为热力学温标不是绝对温标；选项B错误，因为热力学温标的零度不是绝对零度；选项D错误，因为热力学温标不仅适用于理想气体。二、填空题1.参考答案：剧烈程度解析：物体温度升高，分子热运动的剧烈程度增大。温度是分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子平均动能越大，分子热运动越剧烈。2.参考答案：温度解析：气体分子的平均动能只与气体的温度有关。温度是分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子平均动能越大。3.参考答案：不变解析：一定质量的理想气体，在等温过程中，气体的内能不变。理想气体的内能只与温度有关，等温过程中温度不变，内能也不变。4.参考答案：辐射解析：热传递的三种基本方式是传导、对流和辐射。传导是热量通过物质内部从高温部分传到低温部分的过程；对流是热量通过流体内部流动来传递的过程；辐射是热量以电磁波的形式传递的过程。5.参考答案：为零解析：物体的内能包括分子动能和分子势能的总和，对于理想气体，分子势能为零。理想气体分子之间没有相互作用力，因此分子势能为零。6.参考答案：平均速率解析：气体压强是由于气体分子不断撞击容器壁而产生的，压强的大小与气体分子的平均速率和单位体积内的分子数有关。气体分子的平均速率越大，撞击容器壁的频率越高，压强越大；单位体积内的分子数越多，撞击容器壁的分子数越多，压强越大。7.参考答案：0℃解析：在标准大气压下，冰的熔点是0℃。冰的熔点是冰和水的相变温度，在标准大气压下，冰的熔点是0℃。8.参考答案：不变解析：物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中，物体吸收热量，但温度不变。晶体在熔化过程中，吸收的热量用于克服分子间作用力，使分子从有序排列变为无序排列，温度不变。9.参考答案：小于1解析：热机的效率是指热机做的有用功与它从热源吸收的热量的比值，效率总是小于1。根据热力学第二定律，不可能将全部吸收的热量转化为有用功，总有一部分热量要排放到低温热源。10.参考答案：方向性解析：根据热力学第二定律，热量不能自动地从低温物体传到高温物体，这说明自然界中的热传递具有方向性。热量总是自发地从高温物体传到低温物体，而不能自动地从低温物体传到高温物体。三、判断题1.参考答案：√解析：温度是分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子热运动的平均动能就越大。这是分子动理论的基本内容之一。2.参考答案：×解析：气体分子的速率分布遵循统计规律，即麦克斯韦速率分布，大多数分子的速率接近平均速率，但存在少量速率极高或极低的分子，因此并非每个分子的速率都相同。3.参考答案：√解析：热传导是热量通过物质内部粒子（分子、原子、电子等）的振动、碰撞或自由电子的定向移动等方式传递的过程，依赖于物质内部粒子的相互作用。4.参考答案：√解析：液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，表面分子受到向内的合力，使得表面分子具有比内部分子更高的势能，这种势能差表现为表面张力。5.参考答案：×解析：在标准大气压下，冰的熔点是0℃，但冰水混合物的温度会因环境温度、蒸发等因素影响而低于0℃，例如在低于0℃的环境中，冰水混合物会继续放热并结冰。6.参考答案：√解析：理想气体分子的碰撞是弹性的，碰撞过程中系统的总动能和总动量都守恒，既没有能量损失，也没有动量损失，这是理想气体模型的基本假设之一。7.参考答案：√解析：绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程（Q=0），但系统内部的能量可以改变，例如通过做功等方式改变系统的内能。8.参考答案：√解析：气体的压强是由于气体分子对容器壁的持续不断、无规则撞击而产生的，压强的大小与分子的数密度和平均动能有关。9.参考答案：√解析：液晶显示器利用了液晶材料在外加电场作用下其光学性质（如透光性）会发生变化的特性，通过控制液晶分子的排列来显示图像。10.参考答案：×解析：热力学第二定律指出，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助外界做功才能实现，例如冰箱和空调的工作原理。四、简答题1.参考答案：温度是物体冷热程度的宏观表现，热量是物体间因温度差而转移的能量，内能是物体内部所有分子动能和势能的总和。三者联系在于温度差是热量转移的条件，热量传递会导致内能变化，而温度是内能变化的表现。解析：本题考查对热学基本概念的理解。温度反映分子平均动能，热量是能的形式，内能是分子动能和势能的总和。解析需阐述三者定义及相互关系，明确温度是宏观量，热量和内能是微观能量的体现。联系上，温度差导致热量传递，热量传递改变内能，温度变化反映内能变化。此题为基础题，考察对基本概念的区分和联系。2.参考答案：热传递是热量从高温物体传到低温物体的过程。三种方式是传导、对流和辐射。传导是热量沿物体传递，对流是流体内部热量传递，辐射是热量以电磁波形式传递。解析：本题考查热传递方式。热传递定义需明确方向性（高温到低温）。三种方式需分别描述机理：传导是微观粒子碰撞传递，对流需流体流动，辐射无需介质。解析需区分三种方式条件和特点，强调其本质是能量转移。此题为基础题，考察对热传递基本知识的掌握。3.参考答案：气体压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的平均作用力。微观解释包括分子数密度、分子平均速率和分子碰撞频率。解析：本题考查气体压强微观本质。解释需结合分子动理论：压强源于分子动量改变。影响因素需从分子特性分析：数密度决定碰撞次数，平均速率影响碰撞力度，碰撞频率受温度和体积影响。解析需阐述分子动理论核心观点，明确压强与分子运动关系。此题为基础题，考察对气体压强微观解释的理解。4.参考答案：影响理想气体状态方程PV=nRT中压强的因素有温度、体积和分子数密度。温度升高分子平均速率增大，体积减小分子数密度增大，分子碰撞频率增加，压强增大。解析：本题考查理想气体状态方程应用。解析需结合公式分析各变量影响：温度T升高，分子动能增大，压强P增大；体积V减小，分子数密度增大，压强P增大；分子数密度n/V增大，压强P增大。需明确理想气体模型假设，解释各因素对分子运动的影响。此题为基础题，考察对理想气体状态方程的理解。5.参考答案：液晶显示器利用液晶材料的光学各向异性。液晶分子在外电场作用下排列变化，改变对光的透射率，通过控制像素点透光实现显示。解析：本题考查液晶显示器原理。解析需结合液晶特性：液晶既像液体流动又像晶体光学性质。工作原理需描述电场对液晶分子排列影响，以及排列变化如何控制光线通过。需明确液晶显示器与普通显示器区别，强调其分子电光效应原理。此题为基础题，考察对液晶显示器基本原理的掌握。6.参考答案：热力学第二定律指出热量不能自动从低温物体传到高温物体。应用如冰箱通过做功使热量从低温环境转移到高温环境。解析：本题考查热力学第二定律内容和应用。定律表述需明确方向性（自发过程不可逆）。应用需举例说明人工制冷原理：冰箱消耗电能克服温度差，实现热量逆向传递。解析需阐述不可逆过程特点，明确第二定律对能量转换的限制。此题为基础题，考察对热力学第二定律的理解。7.参考答案：热力学第二类永动机无法实现的原因有违反热力学第二定律和违反热力学第一定律。第二类永动机假设热量自动从低温物体传到高温物体，违反不可逆性；若不消耗功，则违反能量守恒。解析：本题考查热力学第二类永动机限制。解析需分别从两个定律分析：违反第二定律表现为假设自发过程可逆；违反第一定律表现为无中生有创造能量。需明确永动机定义和热力学定律核心内容，解释为何违反科学原理。此题为基础题，考察对热力学定律的理解。8.参考答案：焦耳定律内容是电流通过导体产生的热量Q等于电流平方、电阻和通电时间的乘积（Q=I²Rt）。应用如电暖器、白炽灯利用电流热效应。解析：本题考查焦耳定律内容和应用。定律公式需准确写出，并解释各物理量意义。应用需举例说明电流热效应实际应用：电暖器发热原理。解析需明确焦耳定律与电学、热学联系，解释能量转化过程。此题为基础题，考察对焦耳定律的理解。五、应用题1.参考答案：40℃解析：设混合后的共同温度为T℃。根据热平衡原理，热水放出的热量等于水吸收的热量，即m1c(T0-T)=m2c(T-T0)。代入数据得2×4.2×10^3×(80-T)=3×4.2×10^3×(T-20)，解得T=40℃。故混合后的共同温度为40℃。2.参考答案：1×10^5Pa解析：根据理想气体状态方程PV=nRT，等压过程中压强P保持不变。由题意知V1=2×10^-3m^3，T1=300K，V2=4×10^-3m^3，T2=600K。根据等压过程有P1V1/T1=P2V2/T2，由于P1=P2，所以P=V1