2026 新高考物理热学大题试卷题目及答案

2026新高考物理热学大题试卷题目及答案第1页共1页2026新高考物理热学大题试卷题目及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）1.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.热机的效率可以达到100%C.不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功而不引起其他变化D.做功可以完全转化为热量，但热量不能完全转化为功参考答案：C2.一定质量的理想气体，从状态A等温压缩到状态B，再等压膨胀到状态C。下列说法正确的是A.气体在状态A时内能最小B.气体在状态B时内能最小C.气体在状态C时内能最小D.气体内能始终不变参考答案：B3.下列哪个物理量是描述气体分子无规则热运动的统计规律？A.温度B.压强C.分子平均动能D.分子数密度参考答案：C4.一定质量的理想气体，体积不变，温度从T1升高到T2，气体分子的平均速率变化情况是A.不变B.升高C.降低D.无法确定参考答案：B5.关于热传递，下列说法正确的是A.热传递是能量守恒的一种体现B.热传递总是从高温物体传到低温物体C.热传递的三种方式是传导、对流和辐射D.热传递过程中能量会消失参考答案：C6.下列哪个过程是可逆过程？A.热机做功B.气体自由膨胀C.热量从高温物体传到低温物体D.气体等温膨胀参考答案：D7.关于理想气体状态方程，下列说法正确的是A.理想气体状态方程适用于所有气体B.理想气体状态方程是经验公式C.理想气体状态方程中，压强与体积成反比D.理想气体状态方程中，温度与分子数密度成正比参考答案：D8.一定质量的理想气体，温度不变，压强从P1增大到P2，气体分子的平均自由程变化情况是A.不变B.增大C.减小D.无法确定参考答案：C9.关于热力学第一定律，下列说法正确的是A.热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的具体体现B.热力学第一定律表明热量可以完全转化为功C.热力学第一定律表明功可以完全转化为热量D.热力学第一定律表明能量可以无中生有参考答案：A10.下列哪个物理量是描述气体分子无规则热运动的平均动能？A.温度B.压强C.分子数密度D.内能参考答案：A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：平均动能2.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体的密度将______。参考答案：减小3.热机的效率总是小于1，这是因为存在______。参考答案：热损失4.某物体的内能增加了100J，这是指它从外界吸收了______的热量，或者外界对它做了______的功。参考答案：100J；100J5.气体分子的平均速率与温度的关系是______。参考答案：成正比6.在标准大气压下，冰的熔化温度是______。参考答案：0℃7.热传递的三种方式是______、______和______。参考答案：传导；对流；辐射8.气体分子的速率分布规律是______。参考答案：麦克斯韦速率分布规律9.绝热过程是指系统与外界没有______的热量交换的过程。参考答案：热量10.质量一定的理想气体，从状态A变化到状态B，其内能的变化量只与______有关。参考答案：初末状态的温度三、判断题（共10小题，每题2分）1.热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的。参考答案：√2.在一个绝热容器中，理想气体自由膨胀过程，气体的熵增加。参考答案：√3.气体的温度升高时，分子热运动的平均速率一定增大。参考答案：√4.理想气体的内能只与温度有关，与气体的体积和压强无关。参考答案：√5.在等压过程中，一定质量的理想气体的内能变化等于它吸收的热量减去对外做的功。参考答案：×6.热机的效率可以超过热力学第二定律的效率极限。参考答案：×7.液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离而产生的。参考答案：√8.在相同温度下，不同液体的表面张力一定相同。参考答案：×9.理想气体向真空自由膨胀后，气体的温度不变。参考答案：√10.热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的具体体现。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）1.简述理想气体状态方程的内容及其物理意义。参考答案：理想气体状态方程为PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R为气体常数，T表示气体的温度。其物理意义是描述了理想气体在平衡状态下的压强、体积和温度之间的关系，即当气体的物质的量一定时，气体的压强与体积的乘积与温度成正比。2.说明一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高时其压强的变化规律。参考答案：一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高时其压强会增大。根据理想气体状态方程PV=nRT，当体积V不变，物质的量n也不变时，压强P与温度T成正比，即温度升高，压强增大。3.列举影响气体压强的三个因素。参考答案：影响气体压强的三个因素是：气体的温度、气体的体积和气体的物质的量。根据理想气体状态方程PV=nRT，可以看出，当气体的物质的量n一定时，气体的压强P与温度T和体积V有关。温度越高，分子热运动越剧烈，压强越大；体积越小，分子碰撞容器壁的频率越高，压强越大。4.分析一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度降低时其体积的变化规律。参考答案：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度降低时其体积会减小。根据理想气体状态方程PV=nRT，当压强P不变，物质的量n也不变时，体积V与温度T成正比，即温度降低，体积减小。5.简述热力学第一定律的内容，并说明其能量转化关系。参考答案：热力学第一定律的内容是：能量守恒定律在热力学中的具体体现，即热量Q、功W和内能ΔU之间的关系为Q=W+ΔU。其能量转化关系是：热量可以转化为功，功也可以转化为热量，但在转化过程中，能量的总量保持不变。6.解释什么是绝热过程，并举例说明绝热过程在实际生活中的应用。参考答案：绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程。在实际生活中，绝热过程的应用很多，例如：冰箱的制冷过程，压缩机压缩制冷剂时，制冷剂温度升高，但系统与外界没有热量交换；汽车的刹车过程，刹车片与车轮摩擦产生热量，但系统与外界没有热量交换。7.列举三个热力学第二定律的宏观表述。参考答案：热力学第二定律的三个宏观表述是：克劳修斯表述、开尔文表述和统计表述。克劳修斯表述为：热量不能自动地从低温物体传到高温物体；开尔文表述为：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；统计表述为：一个孤立系统总是趋向于从有序状态向无序状态发展。8.说明卡诺热机的效率公式及其适用条件。参考答案：卡诺热机的效率公式为η=1-T2/T1，其中η表示卡诺热机的效率，T1表示高温热源的温度，T2表示低温热源的温度。其适用条件是：卡诺热机是一个理想热机，即没有摩擦、没有热量损失等，且工作物质是理想气体。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300K的理想气体，经历一等压膨胀过程，体积变为初始体积的2倍。若气体膨胀过程中对外做功为400J，求气体吸收的热量及末温。（设气体定压比热容c_p=1.0×10^3J/(kg•K)）参考答案：1200J，423K2.用长度为L=1m的细线悬挂一质量为m=0.1kg的小球，小球可视为质点。现使小球从平衡位置向右拉开一个角度θ=30°后由静止释放，求小球运动到最低点时细线张力的大小。（不计空气阻力，g取10m/s²）参考答案：1.8N3.如图所示，两平行金属板A、B间距离为d=0.1m，板间电压U=100V。一电子（电荷量e=-1.6×10^-19C）从A板由静止开始运动，到达B板时速度恰好为零。求电子的质量m及电子在运动过程中的平均加速度大小。参考答案：9.1×10^-31kg，8.0×10^10m/s²4.一质量为M=2kg的小车静止在光滑水平面上，小车左端放置一质量为m=1kg的木块。现用水平恒力F=5N向右拉木块，使木块与小车保持相对静止一起运动。求木块与小车间的动摩擦因数μ及小车在运动过程中受到的地面支持力N。参考答案：0.5，19.6N5.一列简谐波沿x轴传播，波速v=20m/s。某时刻波形如图所示，波源位于x=0处。求该时刻波源的振动方程及x=5m处质点的振动方程。参考答案：y=0.05sin(4πt+π/2)，y=0.05sin(4πt-π)6.一质量为m=1kg的小球从高h=5m处自由下落，与地面碰撞后反弹高度为h'=3m。求小球与地面碰撞过程中的能量损失及碰撞时的恢复系数e。（g取10m/s²）参考答案：8J，0.67.如图所示，一横截面积为S=1×10^-4m²的圆柱形气缸，活塞质量为M=10kg，可无摩擦地上下移动。气缸内装有质量为m=1kg的理想气体，初始时气缸内气体体积V=0.1m³，压强P=1×10^5Pa。现对气体缓慢加热，活塞上升了h=0.05m。求气体吸收的热量及末温。（大气压强P₀=1×10^5Pa）参考答案：1500J，373K8.一半径为R=0.1m的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向里。一质量为m=0.1kg、电荷量q=1.6×10^-19C的带正电小球，以速度v=10m/s沿纸面从磁场边界上的A点进入磁场，速度方向与边界垂直。求小球在磁场中运动的时间及离开磁场时的位置坐标。参考答案：0.1s，(0.1,0.1)标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C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，而是从高温物体传到低温物体；热机的效率不可能达到100%，因为总会有热量散失到环境中；根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功而不引起其他变化，因为必然有一部分热量要排放到低温热源；做功可以完全转化为热量，但热量不能完全转化为功，因为在转化过程中必然会有热量散失到环境中。故选C。2.参考答案：B解析：理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大。在状态变化过程中，温度的变化决定了内能的变化。在状态A到状态B的过程中，温度不变，内能不变；在状态B到状态C的过程中，温度升高，内能增大。因此，气体在状态B时内能最小。故选B。3.参考答案：C解析：温度是描述气体分子无规则热运动的平均动能的宏观量，它反映了气体分子平均动能的大小。压强是气体分子对容器壁的碰撞产生的宏观表现，分子数密度是单位体积内的分子数。故选C。4.参考答案：B解析：气体分子的平均速率与温度成正比，温度越高，分子平均速率越大。在体积不变的情况下，温度从T1升高到T2，气体分子的平均速率也会随之升高。故选B。5.参考答案：C解析：热传递是能量守恒的一种体现，能量在传递过程中不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。热传递总是从高温物体传到低温物体，这是热力学第二定律的体现。热传递的三种方式是传导、对流和辐射。故选C。6.参考答案：D解析：可逆过程是指系统经过一系列变化后，能够使系统和外界都恢复到原来的状态，而不留下任何变化的过程。气体等温膨胀是一个可逆过程，因为可以通过缓慢地降低外界压强，使气体缓慢地膨胀，同时保持温度不变，然后缓慢地增加外界压强，使气体缓慢地回到原来的状态，而不留下任何变化。其他选项中的过程都是不可逆的。故选D。7.参考答案：D解析：理想气体状态方程是描述理想气体状态变化的方程，它适用于理想气体，但不适用于所有气体。理想气体状态方程是基本定律，不是经验公式。理想气体状态方程中，压强与体积成反比只有在温度不变的情况下才成立。理想气体状态方程中，温度与分子数密度成正比。故选D。8.参考答案：C解析：气体分子的平均自由程是指气体分子在两次碰撞之间平均走过的距离。当温度不变时，气体分子的平均速率不变，但压强增大时，分子数密度增大，分子之间的碰撞频率增加，因此平均自由程减小。故选C。9.参考答案：A解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的具体体现，它指出能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。热力学第一定律表明，热量和功可以相互转化，但转化过程中总会有能量以热量的形式散失到环境中。故选A。10.参考答案：A解析：温度是描述气体分子无规则热运动的平均动能的宏观量，它反映了气体分子平均动能的大小。压强是气体分子对容器壁的碰撞产生的宏观表现，分子数密度是单位体积内的分子数。内能是气体分子所有动能和势能的总和。故选A。二、填空题1.参考答案：平均动能解析：物体温度升高，分子热运动的平均动能增大。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。2.参考答案：减小解析：一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，根据理想气体状态方程PV/T=C可知，体积增大，温度升高，密度ρ=m/V减小。3.参考答案：热损失解析：热机的效率总是小于1，这是因为存在热损失，部分热量无法转化为有用功，而是散失到周围环境中。4.参考答案：100J；100J解析：根据热力学第一定律ΔU=Q+W，物体内能增加了100J，如果外界对它做了100J的功，且没有热传递，则ΔU=W=100J；如果系统从外界吸收了100J的热量，且没有做功，则ΔU=Q=100J。5.参考答案：成正比解析：气体分子的平均速率与温度的关系是成正比的，根据麦克斯韦速率分布定律，气体分子的平均速率与温度的平方根成正比。6.参考答案：0℃解析：在标准大气压下，冰的熔化温度是0℃，这是冰水混合物的平衡温度。7.参考答案：传导；对流；辐射解析：热传递的三种方式是传导、对流和辐射。传导是指热量通过物质内部的微观粒子振动传递；对流是指热量通过流体内部的宏观流动传递；辐射是指热量以电磁波的形式传递。8.参考答案：麦克斯韦速率分布规律解析：气体分子的速率分布规律是麦克斯韦速率分布规律，它描述了气体分子在不同速率下的分布情况，是统计力学中的一个重要规律。9.参考答案：热量解析：绝热过程是指系统与外界没有热量的热量交换的过程，即Q=0。在绝热过程中，系统的内能变化只与外界对它做的功有关。10.参考答案：初末状态的温度解析：质量一定的理想气体，从状态A变化到状态B，其内能的变化量只与初末状态的温度有关，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，内能变化量ΔU=mcΔT，其中m为质量，c为比热容，ΔT为温度变化量。三、判断题1.参考答案：√解析：热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述在本质上是等价的，它们都描述了自然界中热传递和热机工作的基本规律，可以从一个表述推导出另一个表述。2.参考答案：√解析：在一个绝热容器中，理想气体自由膨胀过程是不可逆过程，根据熵增原理，系统的熵会增加。由于绝热过程与外界无热量交换，系统的熵增加完全是由于内部过程导致的。3.参考答案：√解析：气体的温度是分子热运动平均动能的宏观表现，温度升高意味着分子热运动的平均动能增大，从而导致分子热运动的平均速率增大。4.参考答案：√解析：理想气体的内能只由分子的动能决定，与分子间的势能无关。对于理想气体，分子间无相互作用力，因此内能只与温度有关，与气体的体积和压强无关。5.参考答案：×解析：根据热力学第一定律，一定质量的理想气体的内能变化等于它吸收的热量减去对外做的功。但在等压过程中，气体的压强保持不变，内能变化并不等于吸收的热量减去对外做的功，还需要考虑气体的体积变化。6.参考答案：×解析：根据热力学第二定律，热机的效率不可能超过热力学第二定律的效率极限，即不可能将全部吸收的热量转化为有用功，总会有部分热量不可避免地转化为废热。7.参考答案：√解析：液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离而产生的。表面层分子受到向内的拉力，导致液体表面具有收缩的趋势，这就是表面张力的来源。8.参考答案：×解析：在相同温度下，不同液体的表面张力不一定相同。表面张力的大小与液体的种类、表面活性物质的存在等因素有关，不同液体的表面张力会有所差异。9.参考答案：√解析：理想气体向真空自由膨胀后，气体的温度不变。这是因为在自由膨胀过程中，气体对外不做功，且没有热量交换，根据热力学第一定律，内能不变，而理想气体的内能与温度成正比，因此温度不变。10.参考答案：√解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的具体体现，它指出热量、功和内能之间可以相互转化，但总量保持不变。热力学第一定律是理解热力学过程的基础。四、简答题1.参考答案：理想气体状态方程为PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质的量，R为气体常数，T表示气体的温度。其物理意义是描述了理想气体在平衡状态下的压强、体积和温度之间的关系，即当气体的物质的量一定时，气体的压强与体积的乘积与温度成正比。解析：本题考查理想气体状态方程的内容及其物理意义。理想气体状态方程是热学中的重要公式，它将气体的压强、体积和温度三个状态参量联系起来。在解析中，首先需要明确理想气体状态方程的表达式PV=nRT，然后解释每个符号的含义，最后阐述该方程的物理意义，即描述了理想气体在平衡状态下的状态参量之间的关系。该题为基础题，主要考查学生对理想气体状态方程的掌握程度。2.参考答案：一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高时其压强会增大。根据理想气体状态方程PV=nRT，当体积V不变，物质的量n也不变时，压强P与温度T成正比，即温度升高，压强增大。解析：本题考查一定质量的理想气体在体积不变的情况下，温度与压强的关系。在解析中，首先需要明确理想气体状态方程PV=nRT，然后根据题目条件分析体积V不变，物质的量n也不变时，压强P与温度T的关系。根据方程可知，P/T=nR/V，即P与T成正比。因此，当温度升高时，压强会增大。该题为基础题，主要考查学生对理想气体状态方程的理解和应用能力。3.参考答案：影响气体压强的三个因素是：气体的温度、气体的体积和气体的物质的量。根据理想气体状态方程PV=nRT，可以看出，当气体的物质的量n一定时，气体的压强P与温度T和体积V有关。温度越高，分子热运动越剧烈，压强越大；体积越小，分子碰撞容器壁的频率越高，压强越大。解析：本题考查影响气体压强的因素。在解析中，首先需要明确理想气体状态方程PV=nRT，然后根据方程分析影响气体压强的因素。根据方程可知，气体的压强P与温度T和体积V有关。温度越高，分子热运动越剧烈，分子碰撞容器壁的频率和力度都增大，压强增大；体积越小，分子碰撞容器壁的频率增大，压强增大。物质的量越多，分子数越多，碰撞频率越大，压强也越大。该题为基础题，主要考查学生对理想气体状态方程的理解和应用能力。4.参考答案：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度降低时其体积会减小。根据理想气体状态方程PV=nRT，当压强P不变，物质的量n也不变时，体积V与温度T成正比，即温度降低，体积减小。解析：本题考查一定质量的理想气体在压强不变的情况下，温度与体积的关系。在解析中，首先需要明确理想气体状态方程PV=nRT，然后根据题目条件分析压强P不变，物质的量n也不变时，体积V与温度T的关系。根据方程可知，PV=nRT，即V/T=nR/P，即V与T成正比。因此，当温度降低时，体积会减小。该题为基础题，主要考查学生对理想气体状态方程的理解和应用能力。5.参考答案：热力学第一定律的内容是：能量守恒定律在热力学中的具体体现，即热量Q、功W和内能ΔU之间的关系为Q=W+ΔU。其能量转化关系是：热量可以转化为功，功也可以转化为热量，但在转化过程中，能量的总量保持不变。解析：本题考查热力学第一定律的内容及其能量转化关系。在解析中，首先需要明确热力学第一定律的表达式Q=W+ΔU，然后解释每个符号的含义，即Q表示热量，W表示功，ΔU表示内能的变化量。最后阐述其能量转化关系，即热量可以转化为功，功也可以转化为热量，但在转化过程中，能量的总量保持不变。该题为基础题，主要考查学生对热力学第一定律的掌握程度。6.参考答案：绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程。在实际生活中，绝热过程的应用很多，例如：冰箱的制冷过程，压缩机压缩制冷剂时，制冷剂温度升高，但系统与外界没有热量交换；汽车的刹车过程，刹车片与车轮摩擦产生热量，但系统与外界没有热量交换。解析：本题考查绝热过程的概念及其应用。在解析中，首先需要明确绝热过程的概念，即系统与外界没有热量交换的过程。然后举例说明绝热过程在实际生活中的应用，例如冰箱的制冷过程和汽车的刹车过程。在冰箱的制冷过程中，压缩机压缩制冷剂时，制冷剂温度升高，但系统与外界没有热量交换；在汽车的刹车过程中，刹车片与车轮摩擦产生热量，但系统与外界没有热量交换。该题为基础题，主要考查学生对绝热过程的理解和应用能力。7.参考答案：热力学第二定律的三个宏观表述是：克劳修斯表述、开尔文表述和统计表述。克劳修斯表述为：热量不能自动地从低温物体传到高温物体；开尔文表述为：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；统计表述为：一个孤立系统总是趋向于从有序状态向无序状态发展。解析：本题考查热力学第二定律的宏观表述。在解析中，首先需要明确热力学第二定律的三个宏观表述，即克劳修斯表述、开尔文表述和统计表述。克劳修斯表述为：热量不能自动地从低温物体传到高温物体；开尔文表述为：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；统计表述为：一个孤立系统总是趋向于从有序状态向无序状态发展。该题为基础题，主要考查学生对热力学第二定律的掌握程度。8.参考答案：卡诺热机的效率公式为η=1-T2/T1，其中η表示卡诺热机的效率，T1表示高温热源的温度，T2表示低温热源的温度。其适用条件是：卡诺热机是一个理想热机，即没有摩擦、没有热量损失等，且工作物质是理想气体。解析：本题考查卡诺热机的效率公式及其适用条件。在解析中，首先需要明确卡诺热机的效率公式η=1-T2/T1，然后解释每个符号的含义，即η表示卡诺热机的效率，T