2026年江苏省苏教版高中物理选修3-4热学单元测试卷及答案

2026年江苏省苏教版高中物理选修3-4热学单元测试卷及答案第1页共1页2026年江苏省苏教版高中物理选修3-4热学单元测试卷及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）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热并全部用来做功，而不引起其他变化D.健康人体的体温始终保持在37℃不变参考答案：C2.某理想气体经历等温压缩过程，下列说法正确的是A.气体对外界做功，内能增加B.外界对气体做功，内能减少C.气体对外界做功，内能不变D.外界对气体做功，内能增加参考答案：C3.一定质量的理想气体，从状态A等压膨胀到状态B，其温度从T₁升高到T₂。在此过程中，气体吸收的热量Q与对外界做的功W的关系是A.Q=WB.QWC.QWD.无法确定参考答案：B4.关于热传递，下列说法正确的是A.热传递是能量从高温物体向低温物体转移的过程B.热传递的三种方式是传导、对流和辐射C.热传递的实质是分子热运动的能量转移D.以上说法都正确参考答案：D5.某物体温度升高10℃，其内能一定增加10℃A.正确B.错误参考答案：B6.水的比热容较大，下列说法正确的是A.水容易升温，也容易降温B.水难升温，也难降温C.水升温快，降温也快D.水升温慢，降温也慢参考答案：B7.关于热机，下列说法正确的是A.热机的效率越高，消耗的燃料越多B.热机的效率越高，输出的功越多C.热机的效率不可能达到100%D.热机的效率与工作物质无关参考答案：C8.某理想气体经历等容过程，其温度从T₁升高到T₂，下列说法正确的是A.气体对外界做功，内能增加B.外界对气体做功，内能增加C.气体不对外界做功，内能增加D.外界对气体不做功，内能增加参考答案：C9.关于熵，下列说法正确的是A.熵是描述系统混乱程度的物理量B.熵增加的过程是自发过程C.熵减小的过程不可能发生D.熵是状态量，与过程无关参考答案：B10.某物体从高处自由下落，不计空气阻力，下列说法正确的是A.物体的机械能守恒B.物体的内能增加C.物体的温度升高D.物体的动能转化为势能参考答案：A二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.一定质量的理想气体，从状态A等压膨胀到状态B，其温度从T₁升高到T₂，其内能的变化量ΔU=______。参考答案：ΔU=W+Q2.某理想气体经历等温压缩过程，外界对气体做功W=100J，根据热力学第一定律，气体的内能变化量ΔU=______。参考答案：ΔU=03.关于热力学第二定律，下列说法正确的是______。参考答案：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体4.水的比热容较大，下列说法正确的是______。参考答案：相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时水吸收的热量更多5.关于热机，下列说法正确的是______。参考答案：热机的效率不可能达到100%6.某物体温度升高10℃，其内能一定增加10℃，______。参考答案：不一定7.关于熵，下列说法正确的是______。参考答案：孤立系统的熵总是增加的8.某理想气体经历等容过程，其温度从T₁升高到T₂，气体分子的平均动能______。参考答案：增大9.在一个绝热容器中，将0℃的冰块投入100℃的水中，最终达到热平衡，该过程______。参考答案：不违背热力学第一定律10.一个热机工作在高温热源T₁和低温热源T₂之间，其最大效率η=______。参考答案：η=1-T₂/T₁三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）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：√2.一定质量的理想气体，在等温过程中，其内能不变。参考答案：√3.热传递的方向性是热力学第二定律的体现，热量可以自发地从低温物体传到高温物体。参考答案：×4.物体的温度越高，其分子热运动的平均动能就越大。参考答案：√5.热机的效率可以超过100%。参考答案：×6.在绝热过程中，系统的内能变化等于外界对系统做功。参考答案：√7.水的比热容较大，因此在相同条件下，水吸收或放出的热量比其他物质多。参考答案：√8.熵是描述系统混乱程度的物理量，熵增加表示系统变得更加有序。参考答案：√9.理想气体分子的碰撞是弹性的，碰撞过程中没有能量损失。参考答案：√10.在等压过程中，一定质量的理想气体的体积与温度成正比。参考答案：√四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述热力学第二定律的克劳修斯表述。参考答案：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而热量从高温物体传到低温物体则是有可能的。2.说明理想气体等温过程中内能是否变化，并解释原因。参考答案：理想气体等温过程中内能不变，因为理想气体的内能仅由分子平均动能决定，而等温过程温度不变，分子平均动能不变，故内能不变。3.某理想气体经历等压膨胀过程，温度从T₁升高到T₂，试分析其分子平均动能的变化情况。参考答案：理想气体等压膨胀过程中，温度升高，分子平均动能增大。根据理想气体状态方程pV=nRT，等压过程p不变，体积V增大，则温度T必然升高，分子平均动能随温度升高而增大。4.在一个绝热容器中，将0℃的冰块投入100℃的水中，最终达到热平衡，试分析此过程熵的变化。参考答案：此过程系统的总熵增加。冰块吸收热量融化成水，熵增加；水温降低放热，熵减少，但冰块熵增幅度大于水熵减幅度，故总熵增加。5.一个热机工作在高温热源T₁和低温热源T₂之间，其最大效率η与T₁、T₂有何关系？参考答案：最大效率η=1-T₂/T₁，其中T₁为高温热源温度，T₂为低温热源温度。效率与高温热源温度成正比，与低温热源温度成反比。6.一定质量的理想气体，在等温过程中，其内能如何变化？请解释原因。参考答案：理想气体等温过程中内能不变。因为理想气体的内能仅由分子平均动能决定，而等温过程温度不变，分子平均动能不变，故内能不变。7.热传递的方向性是热力学第二定律的体现，热量能否自发地从低温物体传到高温物体？参考答案：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。根据热力学第二定律，热量传递具有方向性，自发过程总是朝着熵增加的方向进行，即热量自发传递方向是从高温到低温。8.物体的温度越高，其分子热运动的平均动能就越大，请解释这一现象。参考答案：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。根据分子动理论，温度T与分子平均动能Ek=3/2kT成正比，因此温度越高，分子平均动能越大。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.一列长为500米的火车以72km/h的速度匀速通过一座长为1000米的桥梁，求火车完全通过桥梁所需的时间。参考答案：50秒2.一个质量为0.5kg的小球从离地面高10m处自由下落，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小。（取g=10m/s²）参考答案：14.14m/s3.某热机工作在高温热源T₁=500K和低温热源T₂=300K之间，其效率为50%，求该热机做功1000J需要从高温热源吸收多少热量？参考答案：2000J4.一个理想气体经历等压膨胀过程，体积从V₁=2m³膨胀到V₂=4m³，温度从T₁=300K升高到T₂=600K，求气体的摩尔热容Cₚ。参考答案：37.5J/(mol•K)5.一个质量为2kg的物体，放在与水平面成30°的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，求物体沿斜面下滑的加速度大小。参考答案：5m/s²6.一个电容器，电容为100μF，两端电压为200V，求该电容器所带的电荷量。参考答案：0.02C7.一个带电粒子以速度v=1×10⁶m/s进入一个磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直，求该带电粒子受到的洛伦兹力大小。（假设带电粒子电荷量为1.6×10⁻¹⁹C）参考答案：1.6×10⁻¹⁴N8.一个理想变压器，原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为200匝，原线圈接在一个电压为220V的交流电源上，求副线圈两端的电压。参考答案：44V标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查热力学第二定律。热力学第二定律指出，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，即热传递具有方向性，总是从高温物体传到低温物体。热机的效率不可能达到100%，因为总会有部分热量无法转化为功而散失。健康人体的体温虽然会维持在一个相对稳定的范围内，但并非始终保持在37℃，会受到环境温度等因素的影响。故正确选项为C。2.参考答案：C解析：本题考查理想气体等温过程。理想气体等温过程的特点是温度不变，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，由于温度不变，内能ΔU不变。气体被压缩时，外界对气体做功W0，根据热力学第一定律，气体必然向外界放热Q0，即Q=-W。因此，气体对外界做功，内能不变。故正确选项为C。3.参考答案：B解析：本题考查理想气体等压过程。理想气体等压过程的特点是压强不变。气体膨胀时，体积增大，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度T升高。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，由于温度升高，内能ΔU增加。气体膨胀对外界做功W0，根据热力学第一定律，气体必然从外界吸热Q0。由于内能增加，根据ΔU=Q+W，必然有QW。故正确选项为B。4.参考答案：D解析：本题考查热传递。热传递是能量从高温物体向低温物体转移的过程，这是热传递的方向性。热传递的三种方式是传导、对流和辐射，这是热传递的基本方式。热传递的实质是分子热运动的能量转移，这是对热传递本质的解释。因此，以上说法都正确。故正确选项为D。5.参考答案：B解析：本题考查温度与内能的关系。温度是分子热运动平均动能的宏观表现，温度升高10℃表示分子热运动平均动能增加了，但内能还与分子数和分子势能有关，因此内能不一定增加10℃。故正确选项为B。6.参考答案：B解析：本题考查水的比热容。水的比热容较大，意味着水吸收或放出相同的热量时，温度变化较小。因此，水难升温，也难降温。故正确选项为B。7.参考答案：C解析：本题考查热机效率。热机的效率越高，意味着将燃料的热能转化为有用功的效率越高，因此消耗的燃料越少，输出的功也越多。但热机的效率不可能达到100%，因为总会有部分热量无法转化为功而散失。热机的效率与工作物质有关，不同的工作物质有不同的热机效率。故正确选项为C。8.参考答案：C解析：本题考查理想气体等容过程。理想气体等容过程的特点是体积不变。气体温度升高，根据理想气体状态方程PV=nRT，压强P必然增大。由于体积不变，气体不对外界做功W=0。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，由于温度升高，内能ΔU增加。因此，气体不对外界做功，内能增加。故正确选项为C。9.参考答案：B解析：本题考查熵。熵是描述系统混乱程度的物理量，熵越大，系统越混乱。熵增加的过程是自发过程，这是热力学第二定律的微观解释。熵减小的过程不可能发生，除非有外界做功。熵是状态量，与过程无关。故正确选项为B。10.参考答案：A解析：本题考查机械能守恒。物体从高处自由下落，不计空气阻力，只有重力做功，因此机械能守恒。物体的内能不会增加，因为不计空气阻力，没有摩擦生热。物体的温度不会升高，因为内能没有变化。物体的动能增加，势能减少，动能与势能相互转化。故正确选项为A。二、填空题1.参考答案：ΔU=W+Q解析：本题考查理想气体状态方程与热力学第一定律。根据热力学第一定律，气体内能的变化量ΔU等于外界对气体做功W与气体吸收的热量Q之和。等压膨胀过程中，气体对外界做功W0，但气体温度升高，内能增加，因此ΔU0。答案依据为热力学第一定律公式ΔU=W+Q。2.参考答案：ΔU=0解析：本题考查等温过程与热力学第一定律。等温过程中，气体温度不变，因此内能变化量ΔU=0。虽然外界对气体做功W0，但气体向外界放热Q0，且W=Q，所以ΔU=W+Q=0。答案依据为理想气体状态方程pV=nRT，等温过程中T不变，内能只与温度有关。3.参考答案：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体解析：本题考查热力学第二定律。热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。答案依据为热力学第二定律的基本表述。4.参考答案：相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时水吸收的热量更多解析：本题考查水的比热容特性。水的比热容较大，意味着相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时水吸收的热量更多。答案依据为比热容定义c=Q/(mΔT)。5.参考答案：热机的效率不可能达到100%解析：本题考查热机效率与热力学第二定律。根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，因为总存在热量损失。答案依据为卡诺定理，热机效率η=1-T₂/T₁，永远小于1。6.参考答案：不一定解析：本题考查内能与温度的关系。物体的内能不仅与温度有关，还与物质的量、物态等因素有关。温度升高10℃时，如果物质的量变化，内能变化量不一定等于10℃。答案依据为内能定义U=U(T,V)。7.参考答案：孤立系统的熵总是增加的解析：本题考查熵增原理。根据热力学第二定律，孤立系统的熵总是增加的。答案依据为熵增原理。8.参考答案：增大解析：本题考查理想气体分子动能与温度的关系。根据动能定理，气体分子的平均动能与温度成正比。温度从T₁升高到T₂，气体分子的平均动能增大。答案依据为理想气体分子动能公式E_k=3/2kT。9.参考答案：不违背热力学第一定律解析：本题考查热力学第一定律与热平衡。将0℃的冰块投入100℃的水中，系统达到热平衡时，总能量守恒，不违背热力学第一定律。答案依据为能量守恒定律。10.参考答案：η=1-T₂/T₁解析：本题考查卡诺定理与热机效率。理想热机工作在高温热源T₁和低温热源T₂之间，其最大效率为卡诺效率，η=1-T₂/T₁。答案依据为卡诺定理。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“热力学第二定律的表述”。热力学第二定律的开尔文表述是“不可能从单一热源吸热并完全转化为功而不产生其他影响”，克劳修斯表述是“热量不可能自动地从低温物体传到高温物体”。这两个表述在本质上描述了相同的物理现象，即自然界中热现象的方向性，因此是等价的。2.参考答案：√解析：本题考查“理想气体的内能”。理想气体的内能只与温度有关，与体积和压强无关。在等温过程中，温度保持不变，因此理想气体的内能也不变。3.参考答案：×解析：本题考查“热力学第二定律”。热力学第二定律的开尔文表述指出热量不可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。因此，热量不能自发地从低温物体传到高温物体。4.参考答案：√解析：本题考查“分子热运动与温度的关系”。温度是分子热运动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。5.参考答案：×解析：本题考查“热机效率”。根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，因为总有一部分热量要传递到低温热源。因此，热机的效率必然小于100%。6.参考答案：√解析：本题考查“绝热过程与内能变化”。在绝热过程中，系统与外界没有热量交换，根据热力学第一定律，系统的内能变化等于外界对系统做功。因此，在绝热过程中，系统的内能变化等于外界对系统做功。7.参考答案：√解析：本题考查“水的比热容”。水的比热容较大，因此在相同条件下，水吸收或放出的热量比其他物质多。这是水在自然界中具有的重要特性之一。8.参考答案：√解析：本题考查“熵的概念”。熵是描述系统混乱程度的物理量，熵增加表示系统变得更加无序。热力学第二定律指出，孤立系统的熵总是增加的，因此熵增加表示系统变得更加无序。9.参考答案：√解析：本题考查“理想气体分子碰撞”。理想气体分子的碰撞是弹性的，碰撞过程中没有能量损失，动能和动量都守恒。这是理想气体模型的基本假设之一。10.参考答案：√解析：本题考查“理想气体的等压过程”。根据盖-吕萨克定律，一定质量的理想气体，在等压过程中，其体积与温度成正比。这是理想气体状态方程的一部分。四、简答题1.参考答案：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，而热量从高温物体传到低温物体则是有可能的。解析：本题考查〈热力学第二定律的克劳修斯表述〉。克劳修斯表述指出，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，即热量传递具有方向性，必须借助外界做功才能实现逆向传递。该表述揭示了自然界中热传递的单向性，是热力学第二定律的一种重要形式。解析中点明了克劳修斯表述的核心内容，即自发过程的方向性限制。2.参考答案：理想气体等温过程中内能不变，因为理想气体的内能仅由分子平均动能决定，而等温过程温度不变，分子平均动能不变，故内能不变。解析：本题考查〈理想气体内能特性〉。理想气体的内能U=mcvT，其中mcv为定容比热容，T为绝对温度。等温过程温度T不变，因此内能U也不变。这一结论源于理想气体分子间无势能，内能仅与分子平均动能相关，而平均动能由温度决定。解析中从公式层面解释了等温过程内能不变的原因。3.参考答案：理想气体等压膨胀过程中，温度升高，分子平均动能增大。根据理想气体状态方程pV=nRT，等压过程p不变，体积V增大，则温度T必然升高，分子平均动能随温度升高而增大。解析：本题考查〈理想气体状态方程与分子动能关系〉。理想气体分子平均动能Ek=3/2kT，其中k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度。等压膨胀过程中，根据pV=nRT，p不变，V增大，则T增大，因此Ek增大。解析中通过状态方程推导出温度变化，再结合分子动能公式解释了平均动能的变化规律。4.参考答案：此过程系统的总熵增加。冰块吸收热量融化成水，熵增加；水温降低放热，熵减少，但冰块熵增幅度大于水熵减幅度，故总熵增加。解析：本题考查〈熵与热力学第二定律〉。根据熵增原理，孤立系统自发过程总是朝着熵增加的方向进行。在此过程中，冰块吸收热量融化成水，熵增加；同时水温降低放热，熵减少。由于冰块熵增幅度大于水熵减幅度，系统总熵增加。解析中结合具体过程分析了熵的变化情况。5.参考答案：最大效率η=1-T₂/T₁，其中T₁为高温热源温度，T₂为低温热源温度。效率与高温热源温度成正比，与低温热源温度成反比。解析：本题考查〈卡诺热机效率公式〉。根据热力学第二定律，可逆热机效率η=1-Q₂/Q₁=1-T₂/T₁，其中Q₂为向低温热源放热，Q₁为从高温热源吸热。解析中给出了卡诺效率公式，并解释了效率与温度的关系，即η随T₁增大和T₂减小而增大。6.参考答案：理想气体等温过程中内能不变。因为理想气体的内能仅由分子平均动能决定，而等温过程温度不变，分子平均动能不变，故内能不变。解析：本题考查〈理想气体内能特性〉。理想气体的内能U=mcvT，其中mcv为定容比热容，T为绝对温度。等温过程温度T不变，因此内能U也不变。这一结论源于理想气体分子间无势能，内能仅与分子平均动能相关，而平均动能由温度决定。解析中从公式层面解释了等温过程内能不变的原因。7.参考答案：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。根据热力学第二定律，热量传递具有方向性，自发过程总是朝着熵增加的方向进行，即热量自发传递方向是从高温到低温。解析：本题考查〈热力学第二定律的应用〉。克劳修斯表述指出，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，即热量传递具有方向性。这一结论源于自然界中热传递的单向性，是热力学第二定律的一种重要形式。解析中结合克劳修斯表述解释了热量传递的方向性限制。8.参考答案：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。根据分子动理论，温度T与分子平均动能Ek=3/2kT成正比，因此温度越高，分子平均动能越大。解析：本题考查〈温度与分子动能关系〉。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。根据分子动理论，温度T与分子平均动能Ek=3/2kT成正比，其中k为玻尔兹曼常数。解析中从分子动理论出发，解释了温度与分子平均动能的定量关系。五、应用题1.参考答案：50秒解析：本题考查匀速直线运动规律。火车完全通过桥梁的路程为s=桥梁长+车长=1000m+500m=1500m