2026年苏教版高三物理选修3-13第一章热力学测试卷及答案

2026年苏教版高三物理选修3-13第一章热力学测试卷及答案第1页共1页2026年苏教版高三物理选修3-13第一章热力学测试卷及答案一、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.对于一定质量的理想气体，下列哪个过程一定能使其内能增加？A.等温压缩B.等压膨胀C.等体升温D.绝热压缩参考答案：C2.某理想气体经历了一个由状态A（p₁,V₁,T₁）到状态B（p₂,V₂,T₂）的准静态过程。如果气体对外界做了正功，且温度T₂T₁，那么该过程一定是：A.等温过程B.等压过程C.等体过程D.绝热过程参考答案：B3.在一个绝热容器中，将温度为T₁的气体与温度为T₂（T₂T₁）的气体混合，最终达到热平衡。在此过程中，气体的总熵变化情况是：A.增大B.减小C.不变D.无法确定参考答案：A4.一个气缸内装有理想气体，活塞处于平衡状态。现对气缸缓慢加热，活塞向上移动了少量距离。在此过程中，气体的：A.内能增加，对外做功，吸收热量B.内能增加，对外做功，放出热量C.内能不变，对外做功，吸收热量D.内能不变，对外做功，放出热量参考答案：A5.某热机的效率为η，它在一个循环中从高温热源吸热Q₁，向低温热源放热Q₂。根据热力学第二定律，下列哪个说法是正确的？A.η可以大于1B.η可以等于1C.η一定小于1D.η与循环过程无关参考答案：C6.对于一个可逆绝热过程，系统的熵变化量是：A.正数B.负数C.零D.无法确定参考答案：C7.在一个恒定压强下，一定质量的理想气体从体积V₁膨胀到体积V₂，温度从T₁升高到T₂。气体的内能变化量ΔU与对外做功W的关系是：A.ΔU=WB.ΔUWC.ΔUWD.无法确定参考答案：B8.某热机在一个循环中，从高温热源吸热1000J，向低温热源放热600J。该热机的效率是：A.10%B.20%C.30%D.40%参考答案：B9.对于一个孤立系统，下列哪个说法是正确的？A.系统的内能可以增加，但熵不变B.系统的内能和熵都不变C.系统的熵可以减少，但内能不变D.系统的内能和熵都可以增加参考答案：B10.在一个等温过程中，一定质量的理想气体的内能变化量是：A.正数B.负数C.零D.无法确定参考答案：C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，在等压膨胀过程中，气体的温度______，气体的内能______。参考答案：升高，增加2.热机的效率总是小于1，这是因为热机在工作过程中不可避免地存在______。参考答案：热损失3.在一个标准大气压下，水沸腾时的温度是______。参考答案：100℃4.物体吸收热量，其内能一定______（填“增加”、“减少”或“不变”）。参考答案：增加5.热传递的三种方式是______、______和______。参考答案：传导，对流，辐射6.某热机在一个循环中，从高温热源吸热1000J，向低温热源放热600J，该热机的效率是______。参考答案：40%7.对于一定质量的理想气体，在等温压缩过程中，气体的压强______，气体的内能______。参考答案：增大，不变8.物体的温度升高，表示物体内分子______的平均动能增大。参考答案：做功9.在一个绝热容器中，将温度为T₁的气体与温度为T₂（T₂T₁）的气体混合，混合后的温度T______T₁，______T₂（填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：大于，小于10.某理想气体经历了一个由状态A（p₁,V₁,T₁）到状态B（p₂,V₂,T₂）的等温过程，气体的压强与体积的乘积______（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：不变三、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.对于一定质量的理想气体，在等温过程中，气体的内能保持不变。参考答案：√2.热机的效率总是小于1，这是因为热机在工作过程中不可避免地存在能量损失。参考答案：√3.在一个绝热容器中，将温度为T₁的气体与温度为T₂（T₂T₁）的气体混合，系统的总熵会增加。参考答案：√4.对于一个可逆绝热过程，系统的熵变化量是零。参考答案：√5.在一个恒定压强下，一定质量的理想气体从体积V₁膨胀到体积V₂，气体的温度一定会升高。参考答案：√6.物体吸收热量，其内能一定增加。参考答案：×7.热传递的三种方式是传导、对流和辐射。参考答案：√8.对于一定质量的理想气体，在等温压缩过程中，气体的压强会增大。参考答案：√9.物体的温度升高，表示物体内分子平均动能增大。参考答案：√10.某理想气体经历了一个由状态A（p₁,V₁,T₁）到状态B（p₂,V₂,T₂）的过程，如果p₁V₁=p₂V₂，那么这个过程一定是等温过程。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：理想气体状态方程的内容是pV/T=常数，其中p表示气体的压强，V表示气体的体积，T表示气体的温度。其物理意义是描述了一定质量的理想气体，其压强、体积和温度之间存在着相互依存的关系，即当其中一个量变化时，其他量也会随之变化，但它们的乘积与温度的比值保持不变。2.分析热机效率小于100%的主要原因。参考答案：热机效率小于100%的主要原因是热机在工作过程中不可避免地存在热损失，包括散热损失、摩擦损失和机械损失等。这些损失导致部分输入的热量无法转化为有用功，从而降低了热机的效率。3.列举生活中利用热传递的三种方式的具体实例。参考答案：生活中利用热传递的三种方式的具体实例包括：传导，如金属勺子放在热汤中，勺子变热；对流，如暖气片通过热空气加热房间；辐射，如太阳通过辐射加热地球。4.说明温度升高时，物体内部分子平均动能的变化情况。参考答案：温度升高时，物体内部分子平均动能增大。温度是物体内部分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子运动越剧烈，平均动能越大。5.对于一定质量的理想气体，在等压过程中，体积增大时，气体的温度如何变化？请解释原因。参考答案：对于一定质量的理想气体，在等压过程中，体积增大时，气体的温度会升高。根据理想气体状态方程pV/T=常数，在等压过程中，压强p保持不变，体积V增大，因此温度T必须增大，以保持方程的平衡。6.某家庭使用燃气热水器，燃气燃烧释放的热量有30%被水吸收，若要加热100kg的水，使水温从20℃升高到50℃，需要燃烧多少焦耳的燃气？（水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃)）参考答案：需要燃烧的燃气热量Q=100kg×4.2×10³J/(kg•℃)×(50℃-20℃)/30%=6×10⁶J。7.解释为什么热机的效率总是小于100%。参考答案：热机的效率总是小于100%的原因是热力学第二定律的限制。根据热力学第二定律，任何热机都不可能将全部输入的热量转化为有用功，总有一部分热量会不可避免地传递到低温热源，因此热机效率总是小于100%。8.某热机在一个循环中，从高温热源吸热2.5×10⁶J，向低温热源放热1.5×10⁶J，求该热机的效率。参考答案：热机的效率η=(Q₁-Q₂)/Q₁=100%=40%。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.医院使用蒸汽消毒器对医疗器械进行消毒。已知消毒器内水蒸气的压强为1.2×10⁵Pa，温度为120℃。消毒过程中，水蒸气对消毒器内壁做功1.5×10³J，同时向周围环境放出热量2.0×10³J。求消毒过程中水蒸气内能的变化量。（水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃)，水的密度为1.0×10³kg/m³）参考答案：-1.0×10³J2.某家庭使用燃气热水器将初温为20℃的水加热到50℃，水的质量为100kg。已知燃气燃烧释放的热量有60%被水吸收，燃气热值为4.0×10⁷J/m³。求该家庭需要消耗多少燃气？参考答案：1.25m³3.某热机在一个循环中，从高温热源吸热3.0×10⁵J，向低温热源放热1.0×10⁵J。求该热机的效率。参考答案：25%4.某气体经历一等温压缩过程，体积从V₁=2.0m³压缩到V₂=1.0m³。已知气体的压强始终为1.0×10⁵Pa。求该过程中外界对气体做功多少？参考答案：1.0×10⁵J5.某气体经历一等压膨胀过程，温度从T₁=300K升高到T₂=600K。已知气体的体积为V₁=2.0m³。求该过程中气体的内能变化量。（气体常数R=8.31J/(mol•K)）参考答案：06.某热机工作循环由两个等温过程和两个等体过程组成。已知热机在一个循环中从高温热源吸热2.0×10⁵J，向低温热源放热1.5×10⁵J。求该热机的效率。参考答案：25%7.某气体经历一等温过程，体积从V₁=1.0m³膨胀到V₂=2.0m³。已知气体的压强始终为1.0×10⁵Pa。求该过程中气体对外界做功多少？参考答案：1.0×10⁵J8.某气体经历一等压过程，温度从T₁=300K升高到T₂=600K。已知气体的体积为V₁=2.0m³。求该过程中气体的内能变化量。（气体常数R=8.31J/(mol•K)）参考答案：0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“理想气体的内能变化”。理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。等体升温过程，体积不变，温度升高，内能增加。等温压缩过程，温度不变，内能不变。等压膨胀过程，温度可能升高也可能降低，内能变化不确定。绝热压缩过程，温度升高，内能增加。但只有等体升温过程能确保内能增加。错误选项排除：A选项等温压缩过程中温度不变，内能不变；B选项等压膨胀过程中温度可能升高也可能降低，内能变化不确定；D选项绝热压缩过程中虽然温度升高，内能增加，但题目要求“一定能使其内能增加”，等体升温过程更符合条件。2.参考答案：B解析：本题考查“理想气体状态变化与能量关系”。气体对外界做正功，意味着外界对气体做负功，即气体体积减小。温度T₂T₁，说明气体温度降低。根据理想气体状态方程pV=nRT，温度降低，压强可能增大也可能减小，体积减小，压强一定增大。因此该过程是等压过程。错误选项排除：A选项等温过程中温度不变，与题意不符；C选项等体过程中体积不变，与题意不符；D选项绝热过程中没有热量交换，但题目没有说明是否绝热，不能确定。3.参考答案：A解析：本题考查“热力学第二定律与熵”。将温度为T₁的气体与温度为T₂（T₂T₁）的气体混合，最终达到热平衡，混合后的温度为T=(T₁+T₂)/2。根据熵增加原理，孤立系统的总熵在不可逆过程中总是增加的。气体混合过程是不可逆过程，因此气体的总熵增大。错误选项排除：B选项熵减小不符合热力学第二定律；C选项熵不变只有可逆过程才成立；D选项无法确定没有依据。4.参考答案：A解析：本题考查“热力学第一定律与理想气体状态变化”。对气缸缓慢加热，气体内能增加。活塞向上移动，气体对外做功。根据热力学第一定律ΔU=Q-W，内能增加，对外做功，吸收热量。错误选项排除：B选项气体对外做功，内能增加，根据热力学第一定律，必须吸收热量，不能放出热量；C选项等体过程中体积不变，不对外做功；D选项等压过程中虽然对外做功，但内能增加，根据热力学第一定律，必须吸收热量。5.参考答案：C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，任何热机的效率都小于1，即η1。因此η一定小于1。错误选项排除：A选项η可以大于1违反热力学第二定律；B选项η可以等于1只有理想可逆热机才可能达到，但实际热机不可能达到；D选项η与循环过程无关错误，η与循环过程有关。6.参考答案：C解析：本题考查“可逆绝热过程与熵”。可逆绝热过程是理想可逆绝热过程，根据熵增加原理，孤立系统的总熵在可逆绝热过程中不变。因此系统的熵变化量是零。错误选项排除：A选项熵增加只有不可逆过程才成立；B选项熵减小错误；D选项无法确定没有依据。7.参考答案：B解析：本题考查“热力学第一定律与理想气体状态变化”。在恒定压强下，理想气体膨胀，温度升高，内能增加。根据理想气体状态方程pV=nRT，压强不变，体积增大，温度升高，内能增加。根据热力学第一定律ΔU=Q-W，内能增加，对外做功，根据理想气体状态变化，Q=ΔU+W，因此ΔUW。错误选项排除：A选项ΔU=W只有等体过程才成立；C选项ΔUW与热力学第一定律矛盾；D选项无法确定没有依据。8.参考答案：B解析：本题考查“热机效率计算”。热机效率η=1-Q₂/Q₁=1-600/1000=0.2=20%。错误选项排除：A选项10%计算错误；C选项30%计算错误；D选项40%计算错误。9.参考答案：B解析：本题考查“孤立系统与热力学第一定律”。孤立系统与外界没有能量交换，根据热力学第一定律，系统的内能变化量等于外界对系统做功，即ΔU=W。因此内能变化量等于零。孤立系统自发达到热平衡，熵增加，但最终达到平衡状态时，系统的熵不变。因此内能和熵都不变。错误选项排除：A选项内能可以增加，但熵不变错误，孤立系统自发达到平衡时熵增加；C选项熵可以减少，但内能不变错误，孤立系统自发达到平衡时熵增加；D选项内能和熵都可以增加错误，孤立系统自发达到平衡时内能不变。10.参考答案：C解析：本题考查“理想气体的内能变化”。理想气体的内能只与温度有关，等温过程中温度不变，内能不变。错误选项排除：A选项内能增加错误；B选项内能减少错误；D选项无法确定错误。二、填空题1.参考答案：升高，增加解析：本题考查“理想气体的状态方程和热力学第一定律”。根据理想气体状态方程PV=nRT，在等压过程中，体积增大，温度必然升高。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，等压膨胀过程中气体对外做功W0，且气体吸收热量Q0，因此内能增加。2.参考答案：热损失解析：本题考查“热机效率的限制因素”。热机效率η=W/Q₁，其中W是净功，Q₁是从高温热源吸收的热量。由于热机工作过程中不可避免地存在热损失（如散热、摩擦等），因此WQ₁，导致效率总是小于1。3.参考答案：100℃解析：本题考查“水的沸点”。在一个标准大气压下，水的沸点是100℃。这是物理学中的基本常识。4.参考答案：增加解析：本题考查“热力学第一定律”。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，物体吸收热量Q0，且物体对外做功W=0（假设体积不变），因此内能增加。5.参考答案：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。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。6.参考答案：40%解析：本题考查“热机效率的计算”。热机效率η=W/Q₁=Q₁-Q₂/Q₁=1000J-600J/1000J=40%。7.参考答案：增大，不变解析：本题考查“理想气体的状态方程和热力学第一定律”。根据理想气体状态方程PV=nRT，在等温过程中，温度T不变，体积V减小，因此压强P增大。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，等温过程中气体对外做功W0，且气体放出热量Q0，因此内能不变。8.参考答案：做功解析：本题考查“温度与分子平均动能的关系”。物体的温度升高，表示物体内分子做功的平均动能增大。温度是物体内部分子热运动剧烈程度的宏观表现。9.参考答案：大于，小于解析：本题考查“热传递的方向性”。在一个绝热容器中，将温度为T₁的气体与温度为T₂（T₂T₁）的气体混合，热量会自发地从高温物体传递到低温物体，因此混合后的温度T大于T₁，小于T₂。10.参考答案：不变解析：本题考查“理想气体的状态方程”。根据理想气体状态方程PV=nRT，在等温过程中，温度T不变，因此气体的压强与体积的乘积PV不变。三、判断题1.参考答案：√解析：本题考查“理想气体的等温过程”。在等温过程中，温度保持不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度T不变时，压强P与体积V成反比。由于温度不变，分子的平均动能也不变，因此内能保持不变。2.参考答案：√解析：本题考查“热机的效率”。根据热力学第二定律，任何热机的效率都不可能达到100%，因为热机在工作过程中不可避免地存在能量损失，如散热、摩擦等，这些能量损失导致热机的效率总是小于1。3.参考答案：√解析：本题考查“熵增原理”。在一个绝热容器中，将温度为T₁的气体与温度为T₂（T₂T₁）的气体混合，系统的总熵会增加。这是因为热量从高温气体传递到低温气体，系统的总熵增加，符合熵增原理。4.参考答案：√解析：本题考查“可逆绝热过程”。对于一个可逆绝热过程，系统的熵变化量是零。这是因为可逆绝热过程是理想化的过程，没有能量损失和不可逆因素，系统的熵保持不变。5.参考答案：√解析：本题考查“理想气体的等压过程”。在一个恒定压强下，一定质量的理想气体从体积V₁膨胀到体积V₂，根据理想气体状态方程PV=nRT，压强P不变时，体积V增大，温度T一定会升高。6.参考答案：×解析：本题考查“热力学第一定律”。物体吸收热量，其内能不一定增加。根据热力学第一定律，内能的变化等于吸收的热量减去对外做的功，即ΔU=Q-W。如果物体同时对外做功，吸收的热量可能全部用于做功，内能不一定增加。7.参考答案：√解析：本题考查“热传递的方式”。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；辐射是指热量通过电磁波传递。8.参考答案：√解析：本题考查“理想气体的等温过程”。对于一定质量的理想气体，在等温压缩过程中，温度T保持不变，根据理想气体状态方程PV=nRT，体积V减小，压强P会增大。9.参考答案：√解析：本题考查“温度与分子平均动能的关系”。物体的温度升高，表示物体内分子平均动能增大。温度是分子平均动能的宏观表现，温度升高，分子的平均动能增大。10.参考答案：×解析：本题考查“理想气体的状态方程”。某理想气体经历了一个由状态A（p₁,V₁,T₁）到状态B（p₂,V₂,T₂）的过程，如果p₁V₁=p₂V₂，并不能保证这个过程一定是等温过程。等温过程要求温度T保持不变，而p₁V₁=p₂V₂只表示压强与体积的乘积不变，不能保证温度不变。四、简答题1.参考答案：理想气体状态方程的内容是pV/T=常数，其中p表示气体的压强，V表示气体的体积，T表示气体的温度。其物理意义是描述了一定质量的理想气体，其压强、体积和温度之间存在着相互依存的关系，即当其中一个量变化时，其他量也会随之变化，但它们的乘积与温度的比值保持不变。解析：本题考查理想气体状态方程。理想气体状态方程是描述理想气体状态变化规律的重要公式，它将气体的压强、体积和温度三个状态参量联系起来。该方程的物理意义在于揭示了理想气体在状态变化过程中，压强、体积和温度之间的内在联系，即它们的变化不是孤立的，而是相互关联的。这一方程在热力学和气体力学中有着广泛的应用，是理解气体性质和热力学过程的基础。2.参考答案：热机效率小于100%的主要原因是热机在工作过程中不可避免地存在热损失，包括散热损失、摩擦损失和机械损失等。这些损失导致部分输入的热量无法转化为有用功，从而降低了热机的效率。解析：本题考查热机效率。热机效率是指热机在一个循环中输出的有用功与输入的热量之比。根据热力学第二定律，任何热机都不可能将全部输入的热量转化为有用功，总有一部分热量会不可避免地传递到低温热源，因此热机效率总是小于100%。主要原因包括散热损失、摩擦损失和机械损失等，这些损失导致部分输入的热量无法转化为有用功，从而降低了热机的效率。3.参考答案：生活中利用热传递的三种方式的具体实例包括：传导，如金属勺子放在热汤中，勺子变热；对流，如暖气片通过热空气加热房间；辐射，如太阳通过辐射加热地球。解析：本题考查热传递的三种方式。热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程，主要有三种方式：传导、对流和辐射。传导是指热量通过物质内部粒子振动和碰撞的方式传递，如金属勺子放在热汤中，勺子变热。对流是指热量通过流体（液体或气体）的流动传递，如暖气片通过热空气加热房间。辐射是指热量以电磁波的形式传递，如太阳通过辐射加热地球。这些实例展示了热传递在不同生活中的应用。4.参考答案：温度升高时，物体内部分子平均动能增大。温度是物体内部分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子运动越剧烈，平均动能越大。解析：本题考查温度与分子平均动能的关系。温度是物体内部分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子运动越剧烈，平均动能越大。这是因为温度反映了物体内部分子运动的剧烈程度，温度升高意味着分子运动的平均速率增大，从而平均动能增大。这一关系是热力学中的基本概念，对于理解物质的热性质至关重要。5.参考答案：对于一定质量的理想气体，在等压过程中，体积增大时，气体的温度会升高。根据理想气体状态方程pV/T=常数，在等压过程中，压强p保持不变，体积V增大，因此温度T必须增大，以保持方程的平衡。解析：本题考查理想气体在等压过程中的状态变化。理想气体状态方程pV/T=常数描述了理想气体的压强、体积和温度之间的关系。在等压过程中，压强p保持不变，根据方程可知，体积V和温度T成反比关系。因此，当体积V增大时，温度T必须增大，以保持方程的平衡。这一结论可以通过实验验证，例如将一定质量的理想气体放入一个可变体积的容器中，保持压强不变，增大体积，可以观察到温度的升高。6.参考答案：需要燃烧的燃气热量Q=100kg×4.2×10³J/(kg•℃)×(50℃-20℃)/30%=6×10⁶J。解析：本题考查热机效率的计算。热机效率是指热机在一个循环中输出的有用功与输入的热量之比。根据题意，燃气燃烧释放的热量有30%被水吸收，即效率为30%。要加热100kg的水，使水温从20℃升高到50℃，需要计算吸收的热量Q。水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃)，因此吸收的热量Q=100kg×4.2×10³J/(kg•℃)×(50℃-20℃)=1.68×10⁶J。由于效率为30%，因此需要燃烧的燃气热量Q=1.68×10⁶J/30%=6×10⁶J。7.参考答案：热机的效率总是小于100%的原因是热力学第二定律的限制。根据热力学第二定律，任何热机都不可能将全部输入的热量转化为有用功，总有一部分热量会不可避免地传递到低温热源，因此热机效率总是小于100%。解析：本题考查热机效率小于100%的原因。热机效率是指热机在一个循环中输出的有用功与输入的热量之比。根据热力学第二定律，任何热机都不可能将全部输入的热量转化为有用功，总有一部分热量会不可避免地传递到低温热源，因此热机效率总是小于100%。这是由于热力学第二定律的限制，即热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，因此在热机的工作过程中，总有一部分热量无法被转化为有用功，从而降低了热机的效率。8.参考答案：热机的效率η=(Q₁-Q₂)/Q₁=100%=40%。解析：本题考查热机效率的计算。热机效率是指热机在一个循环中输出的有用功与输入的热量之比。根据题意，热机在一个循环中从高温热源吸热2.5×10⁶J，向低温热源放热1.5×10⁶J。因此，输入的热量Q₁=2.5×10⁶J，放出的热量Q₂=1.5×10⁶J。热机的效率η=(Q₁-Q₂)/Q₁=(2.5×10⁶J-1.5×10⁶J)/2.5×10⁶J=40%。五、应用题1.参考答案：-1.0×10³J解析：本题考查热力学第一定律。根据热力学第一定律，ΔU=Q+W，其中ΔU为内能变化量，Q为热量，W为功。由题意知，水蒸气向周围环境放出热量，Q=-2.0×10³J；水蒸气对消毒器内壁做功，W=-1.5×10³J。代入公式得，ΔU=-2.0×10³J-1.5×10³J=-3.5×10³J。因此，水蒸气内能的变化量为-1.0×10³J。2.参考答案：1.25m³解析：本题考查热力学第一定律。根据热力学第一定律，ΔU=Q+W，其中ΔU为内能变化量，Q为热量，W为功。由题意知，水吸收的热量Q=mcΔT，其中m为水的质量，c为水的比热容，ΔT为温度变化量。代入数据得，Q=100kg×4.2×10³J/(kg•℃)×(50℃-20℃)=1.26×10⁷J。燃气释放的热量有60%被水吸收，因此燃气释放的热量Q_燃=Q/0.6=2.1×10⁷J。燃气热值为4.0×10⁷J/m³，因此需要消耗的燃气量V=Q_燃/热值=2.1×10⁷J/4.0×10⁷J/m³=0.525m³。因此，该家庭需要消耗1.25m³的燃气。3.参考答案：25%解析：本题考查热机效率。热机效率η定义为有用功W_有与输入热量Q_入之比，即η=W_有/Q_入。由题意知，