江苏省苏教版高中物理第12章热学知识点巩固习题及答案

江苏省苏教版高中物理第12章热学知识点巩固习题及答案第1页共1页江苏省苏教版高中物理第12章热学知识点巩固习题及答案一、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）1.一定质量的理想气体，从状态A等温变化到状态B，其体积增大，下列说法正确的是A.气体对外界做功，内能增加B.气体对外界做功，内能减少C.外界对气体做功，内能增加D.外界对气体做功，内能减少参考答案：B2.分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离增大时，分子势能的变化是A.一定增大B.一定减小C.可能增大，也可能减小D.保持不变参考答案：C3.在标准大气压下，水的沸点是A.100℃B.90℃C.80℃D.70℃参考答案：A4.热机效率是指热机做的有用功与它从热源吸收的热量之比，下列说法正确的是A.热机效率可以超过100%B.热机效率不可能超过100%C.热机效率总等于100%D.热机效率与热机工作循环无关参考答案：B5.一定质量的理想气体，在等温过程中，其压强与体积成反比，这是由A.分子热运动理论解释B.阿伏伽德罗定律解释C.热力学第一定律解释D.热力学第二定律解释参考答案：A6.分子热运动是指物质内部大量分子永不停息的无规则运动，下列现象中不属于分子热运动的是A.扩散现象B.气体流动C.水结冰D.布朗运动参考答案：C7.热传递的三种方式是A.传导、对流、辐射B.传导、对流、蒸发C.对流、辐射、升华D.升华、凝华、液化参考答案：A8.一物体在水平恒力作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，撤去该恒力后，物体将A.立即停止运动B.继续做匀速直线运动C.做匀减速直线运动D.做变加速直线运动参考答案：C9.一轻质弹簧原长为L₀，劲度系数为k，将其一端固定，另一端悬挂一个质量为m的物体，弹簧处于原长状态，现将物体缓慢向下拉一段距离x，弹簧的弹性势能增加量为A.1/2kx²B.kx²C.1/2kxD.kx参考答案：A10.一物体静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F拉物体，使物体开始运动，此时物体受到的摩擦力为A.μmgB.μ(F-mg)C.μFD.μmg-F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.物体温度升高，分子热运动的______增大。参考答案：剧烈程度2.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高，气体的压强______。参考答案：增大3.热传递的三种方式是______、______和______。参考答案：传导、对流、辐射4.物体的内能包括分子动能和分子势能的总和，温度升高，物体的分子动能______。参考答案：增大5.热机效率是指热机做的有用功与它从热源吸收的热量的______。参考答案：比值6.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒永不停息地做______运动。参考答案：无规则7.在标准大气压下，水的沸点是______℃。参考答案：1008.热力学第一定律的数学表达式是______。参考答案：ΔU=Q+W9.绝对零度是指热力学温度的______。参考答案：零下273.1510.物体吸收热量，温度不一定升高，这是因为______。参考答案：物体可能发生了相变三、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.热力学第二定律可以表述为：热量不能自发的从低温物体传到高温物体。参考答案：√2.在理想气体状态方程PV=nRT中，温度T必须使用热力学温度（开尔文）。参考答案：√3.物体的内能只与温度有关，与物体的体积无关。参考答案：×4.布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动的表现。参考答案：×5.绝对零度（0K）时，理想气体的分子动能为零。参考答案：×6.热机的效率可以超过100%。参考答案：×7.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：√8.普朗克常数h是一个具有量纲的物理量。参考答案：√9.热传递的三种方式是传导、对流和辐射。参考答案：√10.物体的温度越高，其分子热运动的平均动能越大。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.简述布朗运动的定义及其产生原因。参考答案：布朗运动是悬浮在液体或气体中的微小颗粒永不停息地做无规则运动的现象。产生原因是液体或气体分子永不停息地做无规则运动，不断撞击悬浮颗粒，导致颗粒受到不平衡的撞击力而运动。2.说明热力学第一定律的内容，并写出其数学表达式。参考答案：热力学第一定律的内容是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。数学表达式为ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的增加量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。3.比较理想气体在等温过程和等压过程中的状态变化特点。参考答案：等温过程中，温度保持不变，理想气体的内能不变。根据理想气体状态方程PV=nRT，当温度不变时，压强P与体积V成反比。等压过程中，压强保持不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，当压强不变时，体积V与温度T成正比。4.解释什么是绝对零度，并说明其物理意义。参考答案：绝对零度是指热力学温度的零点，即0K。其物理意义是理想气体的分子动能为零，此时气体体积将趋近于零，但实际中无法达到绝对零度。5.判断以下说法是否正确：物体的内能只与温度有关，与物体的体积无关。参考答案：错误。物体的内能是分子动能和分子势能的总和，与温度和体积都有关。温度升高，分子平均动能增大，内能增加。体积变化会影响分子间势能，从而影响内能。6.列举三种常见的热机，并简述其工作原理。参考答案：常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机等。工作原理是：热机从热源吸收热量，将一部分热量转化为对外做的有用功，另一部分热量排放到冷源，从而实现能量的转化和利用。7.说明热力学第二定律的两种常见表述，并解释其物理意义。参考答案：热力学第二定律的两种常见表述是：克劳修斯表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体；开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。其物理意义是自然界中的热现象具有方向性，能量转化和转移具有不可逆性。8.在一个密闭容器中，一定质量的理想气体经历了一个等容过程，温度从T₁升高到T₂，压强如何变化？参考答案：根据理想气体状态方程PV=nRT，在等容过程中，体积V不变，n和R也为定值，因此压强P与温度T成正比。温度从T₁升高到T₂，压强将增大。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）1.一密闭容器中装有理想气体，初始温度为T₁，体积为V₁。若保持压强不变，将气体加热至温度T₂，体积变为V₂。求气体温度变化量ΔT与体积变化量ΔV之间的关系式，并说明该过程气体分子平均动能的变化情况。参考答案：公式：V₂/V₁=T₂/T₁2.某家庭使用燃气热水器，其热效率为η。已知燃烧1m³天然气释放的热量为Q放，水吸收的热量为Q吸。若热水器正常工作，求燃烧天然气消耗量V与水吸收热量Q吸之间的关系式。参考答案：公式：V=Q吸/(ηQ放)3.一金属块在水中冷却，初温为T₁，末温为T₂，水的温度变化量为ΔT水，金属块的质量为m，比热容为c。求金属块放出的热量Q放，并说明该过程热量传递的方向。参考答案：公式：Q放=mc(T₁-T₂)4.某热机工作循环由等温压缩、等压膨胀、等温膨胀和等压压缩四个过程组成。已知热机效率为η，吸收的热量为Q吸，对外做的功为W。求热机在循环过程中热量的利用效率。参考答案：公式：η=W/Q吸5.一绝热容器内装有理想气体，初始温度为T₁，体积为V₁。若对气体做功W，求气体末温T₂与初始温度T₁之间的关系式，并说明该过程内能的变化情况。参考答案：公式：ΔU=W6.某城市冬季供暖系统采用热水循环，热水温度为T₁，回水温度为T₂，循环流量为Q。求供暖系统在单位时间内向室内释放的热量Q放，并说明影响热量释放效率的因素。参考答案：公式：Q放=mc(T₁-T₂)Q7.一气球内装有氦气，初始压强为P₁，体积为V₁。若气球在海拔升高过程中压强保持不变，温度从T₁下降到T₂，求气球体积的变化量ΔV，并说明该过程分子平均动能的变化情况。参考答案：公式：V₂=V₁T₂/T₁8.某实验室使用理想气体进行等温膨胀实验，初始压强为P₁，体积为V₁，末体积为V₂。求气体对外做的功W，并说明该过程热量传递的方向。参考答案：公式：W=nRT₁ln(V₂/V₁)标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：B解析：本题考查理想气体等温变化过程。等温变化过程中，温度不变，分子平均动能不变，内能不变。气体体积增大，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，气体对外界做功W0，因此Q0，即气体吸收热量。故B正确，A、C、D错误。2.参考答案：C解析：本题考查分子势能。分子势能与分子间距离有关，但关系复杂。当分子间距离从平衡位置r₀增大时，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离继续增大时，分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小。故C正确，A、B、D错误。3.参考答案：A解析：本题考查水的沸点。在标准大气压下，水的沸点是100℃。故A正确，B、C、D错误。4.参考答案：B解析：本题考查热机效率。根据热力学第二定律，热机效率不可能超过100%。故B正确，A、C、D错误。5.参考答案：A解析：本题考查理想气体状态方程。一定质量的理想气体，在等温过程中，压强与体积成反比，这是由分子热运动理论解释。分子热运动理论认为，气体的压强是大量分子不断撞击容器壁产生的。温度不变，分子平均动能不变，体积增大，分子数密度减小，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，因此压强减小。故A正确，B、C、D错误。6.参考答案：C解析：本题考查分子热运动。分子热运动是指物质内部大量分子永不停息的无规则运动。扩散现象、气体流动、布朗运动都是分子热运动的表现。水结冰是物态变化，不是分子热运动。故C正确，A、B、D错误。7.参考答案：A解析：本题考查热传递方式。热传递的三种方式是传导、对流、辐射。故A正确，B、C、D错误。8.参考答案：C解析：本题考查牛顿运动定律。物体在水平恒力作用下沿粗糙水平面做匀速直线运动，说明合力为零。撤去该恒力后，物体受到的摩擦力f=μmg，方向与运动方向相反，合力f=μmg不为零，物体做匀减速直线运动。故C正确，A、B、D错误。9.参考答案：A解析：本题考查弹性势能。弹簧的弹性势能增加量为ΔE_p=1/2kx²。故A正确，B、C、D错误。10.参考答案：A解析：本题考查滑动摩擦力。物体开始运动时，受到的最大静摩擦力f_max=μmg。现用水平力F拉物体，使物体开始运动，说明F≥f_max，此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力f=μmg。故A正确，B、C、D错误。二、填空题1.参考答案：剧烈程度解析：本题考查分子热运动。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，运动越剧烈。2.参考答案：增大解析：本题考查理想气体的状态方程。一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，根据查理定律，温度升高，气体的压强增大。3.参考答案：传导、对流、辐射解析：本题考查热传递的三种方式。热传递的三种方式是传导、对流和辐射。4.参考答案：增大解析：本题考查物体的内能。物体的内能包括分子动能和分子势能的总和，温度升高，分子的平均动能增大，因此物体的分子动能增大。5.参考答案：比值解析：本题考查热机效率。热机效率是指热机做的有用功与它从热源吸收的热量的比值。6.参考答案：无规则解析：本题考查布朗运动。布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒永不停息地做无规则运动。7.参考答案：100解析：本题考查水的沸点。在标准大气压下，水的沸点是100℃。8.参考答案：ΔU=Q+W解析：本题考查热力学第一定律。热力学第一定律的数学表达式是ΔU=Q+W，其中ΔU表示内能的变化，Q表示吸收的热量，W表示做的功。9.参考答案：零下273.15解析：本题考查绝对零度。绝对零度是指热力学温度的零下273.15℃。10.参考答案：物体可能发生了相变解析：本题考查物体内能的变化。物体吸收热量，温度不一定升高，这是因为物体可能发生了相变，如冰融化成水，吸收热量但温度不变。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“热力学第二定律”。热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能自发的从低温物体传到高温物体，这是热力学第二定律的基本内容之一。该说法正确。2.参考答案：√解析：本题考查“理想气体状态方程”。在理想气体状态方程PV=nRT中，温度T必须使用热力学温度（开尔文），因为理想气体状态方程中的R是理想气体常数，其单位是J/(mol•K)，温度T必须使用开尔文才能保证单位一致。该说法正确。3.参考答案：×解析：本题考查“物体的内能”。物体的内能包括分子动能和分子势能的总和，内能与温度、体积均有关。温度升高，分子动能增大，但体积变化也会影响分子势能。该说法错误。4.参考答案：×解析：本题考查“布朗运动”。布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒永不停息地做无规则运动的表现，而不是液体分子本身的运动。该说法错误。5.参考答案：×解析：本题考查“绝对零度”。绝对零度（0K）时，理想气体的分子动能为最小值，但并非为零，因为分子仍然具有零点能。该说法错误。6.参考答案：×解析：本题考查“热机效率”。根据热力学第二定律，热机的效率不可能超过100%，因为热机不可能将所有吸收的热量完全转化为有用功，总会有部分热量作为废热排出。该说法错误。7.参考答案：√解析：本题考查“等压过程”。在等压过程中，一定质量的理想气体的体积与温度成正比，这符合盖-吕萨克定律。该说法正确。8.参考答案：√解析：本题考查“普朗克常数”。普朗克常数h是一个具有量纲的物理量，其单位为J•s。该说法正确。9.参考答案：√解析：本题考查“热传递方式”。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。该说法正确。10.参考答案：√解析：本题考查“分子热运动”。物体的温度越高，其分子热运动的平均动能越大，这是分子动理论的基本内容之一。该说法正确。四、简答题1.参考答案：布朗运动是悬浮在液体或气体中的微小颗粒永不停息地做无规则运动的现象。产生原因是液体或气体分子永不停息地做无规则运动，不断撞击悬浮颗粒，导致颗粒受到不平衡的撞击力而运动。解析：本题考查〈布朗运动〉。布朗运动是悬浮颗粒的运动，不是分子的运动。产生原因是分子永不停息地做无规则运动对颗粒的撞击力不平衡。答案应包含定义和产生原因两个要点。2.参考答案：热力学第一定律的内容是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。数学表达式为ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的增加量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。解析：本题考查〈热力学第一定律〉。内容是能量守恒定律在热学中的具体体现。数学表达式是热力学第一定律的数学形式，各字母代表物理量的意义必须明确。答案应包含内容表述和数学表达式两个要点。3.参考答案：等温过程中，温度保持不变，理想气体的内能不变。根据理想气体状态方程PV=nRT，当温度不变时，压强P与体积V成反比。等压过程中，压强保持不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，当压强不变时，体积V与温度T成正比。解析：本题考查〈理想气体状态方程及其应用〉。等温过程和等压过程是理想气体状态变化中的两种特殊情况。答案应分别说明两种过程中状态参量的变化关系。4.参考答案：绝对零度是指热力学温度的零点，即0K。其物理意义是理想气体的分子动能为零，此时气体体积将趋近于零，但实际中无法达到绝对零度。解析：本题考查〈热力学温度与绝对零度〉。绝对零度是理论上的最低温度，具有特殊物理意义。答案应包含定义和物理意义两个要点。5.参考答案：错误。物体的内能是分子动能和分子势能的总和，与温度和体积都有关。温度升高，分子平均动能增大，内能增加。体积变化会影响分子间势能，从而影响内能。解析：本题考查〈内能的定义与影响因素〉。内能是温度和体积的共同函数。答案应明确指出内能与温度和体积都有关，并简述原因。6.参考答案：常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机等。工作原理是：热机从热源吸收热量，将一部分热量转化为对外做的有用功，另一部分热量排放到冷源，从而实现能量的转化和利用。解析：本题考查〈热机种类与工作原理〉。列举三种常见热机即可，工作原理是热机的基本原理。答案应包含热机种类和工作原理两个要点。7.参考答案：热力学第二定律的两种常见表述是：克劳修斯表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体；开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。其物理意义是自然界中的热现象具有方向性，能量转化和转移具有不可逆性。解析：本题考查〈热力学第二定律〉。两种表述是等价的，物理意义是热现象的方向性。答案应包含两种表述和物理意义两个要点。8.参考答案：根据理想气体状态方程PV=nRT，在等容过程中，体积V不变，n和R也为