2025年大學(xué)一年級（熱能與發(fā)電工程類）熱能基礎(chǔ)綜合測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確答案填涂在答題卡相應(yīng)位置。1.關(guān)于熱能的基本概念，以下說法正確的是A.熱能就是內(nèi)能B.熱能是物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和C.熱能與溫度、質(zhì)量和物質(zhì)種類都有關(guān)系D.熱能只能通過熱傳遞改變2.一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，體積增大時(shí)A.壓強(qiáng)增大B.壓強(qiáng)減小C.內(nèi)能增大D.內(nèi)能減小3.熱傳遞的三種方式中，不依靠介質(zhì)傳遞熱量的是A.傳導(dǎo)B.對流C.輻射D.都不依靠介質(zhì)4.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是A.Q=WB.ΔU=Q+WC.Q=ΔUD.W=ΔU5.對于卡諾循環(huán)，以下說法錯(cuò)誤的是A.由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成B.熱效率只與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)C.是效率最高的循環(huán)D.對外做功為零6.下列哪種物質(zhì)比熱容最大A.水B.鐵C.銅D.酒精7.當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8.理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT中，R是A.普適氣體常量B.摩爾質(zhì)量C.分子數(shù)D.壓強(qiáng)9.內(nèi)能是狀態(tài)量，以下能改變物體內(nèi)能的是A.做功B.熱傳遞C.溫度變化D.以上都是10.熱機(jī)效率的定義式為A.η=W/Q1B.η=Q2/Q1C.η=W/Q2D.η=Q1/W11.絕熱過程中，氣體與外界A.有熱量交換B.無熱量交換C.溫度不變D.內(nèi)能不變12.關(guān)于比熱容，下列說法正確的是A.比熱容與物體吸收或放出的熱量有關(guān)B.比熱容與物體的質(zhì)量有關(guān)C.比熱容與溫度變化有關(guān)D.比熱容是物質(zhì)的特性之一13.熱力學(xué)第零定律主要說明了A.熱平衡的傳遞性B.能量守恒C.內(nèi)能與溫度的關(guān)系D.功與熱的轉(zhuǎn)換14.一定質(zhì)量的氣體，體積不變，溫度升高時(shí)，壓強(qiáng)增大的原因是A.分子數(shù)增加B.分子平均動(dòng)能增大C.分子間距增大D.分子勢能增大15.以下哪種現(xiàn)象不屬于熱傳遞A.曬太陽感覺暖和B.冬天用熱水袋取暖C.鉆木取火D.熱水變涼16.對于理想氣體的等溫膨脹過程，以下說法正確的是A.內(nèi)能增大B.對外做功C.吸收熱量小于對外做功D.溫度降低17.熱機(jī)工作時(shí)，從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌1，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2，對外做功W，則它們之間的關(guān)系是A.Q1=Q2+WB.Q1=Q2-WC.Q2=Q1+WD.W=Q1+Q218.以下哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱性能較好A.木材B.橡膠C.金屬D.塑料19.關(guān)于內(nèi)能的變化，下列說法正確的是A.物體吸熱，內(nèi)能一定增加B.物體對外做功，內(nèi)能一定減少C.物體吸熱同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能不變D.物體溫度不變，內(nèi)能一定不變20.卡諾熱機(jī)的高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，其效率為A.η=(T1-T2)/T1B.η=T2/T1C.η=T1/T2D.η=(T1-T2)/T2第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每小題3分。請將答案填寫在相應(yīng)的橫線上。21.熱量傳遞的三種基本方式是______、______、______。22.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述是：______。23.理想氣體的內(nèi)能只與______和______有關(guān)。24.比熱容的單位是______。25.熱機(jī)是把______轉(zhuǎn)化為______的裝置。（二）簡答題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每小題5分。簡要回答問題，要求語言簡潔、準(zhǔn)確。26.簡述熱力學(xué)第一定律的物理意義。27.說明提高熱機(jī)效率的主要途徑。28.解釋什么是絕熱過程。（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：本大題共2小題，第29題7分，第30題8分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、公式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。29.一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)壓強(qiáng)p1=2×10^5Pa，體積V1=0.01m^3，溫度T1=300K。經(jīng)過一個(gè)等溫膨脹過程，體積變?yōu)閂2=0.02m^3。求：（1）氣體在等溫膨脹過程中對外做的功；（2）氣體吸收的熱量。30.一臺(tái)卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟萒1=500K，低溫?zé)嵩礈囟萒2=300K。若從高溫?zé)嵩次諢崃縌1=1000J，求：（1）熱機(jī)的效率；（2）熱機(jī)對外做的功；（3）向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2。（四）材料分析題（共10分）材料：隨著能源問題的日益突出，提高能源利用效率成為關(guān)鍵。熱機(jī)作為能源利用的重要設(shè)備，其效率的提升對于節(jié)約能源、減少環(huán)境污染具有重要意義。近年來，科研人員不斷探索新的熱機(jī)技術(shù)和工作介質(zhì)，以提高熱機(jī)的性能。例如，采用新型高效的傳熱材料來增強(qiáng)熱傳遞效果，優(yōu)化熱機(jī)的循環(huán)過程等。答題要求：閱讀上述材料，回答以下問題。本大題共2小題，每小題5分。31.從材料中可以看出，提高熱機(jī)效率的途徑有哪些？32.請結(jié)合所學(xué)知識(shí)，談?wù)勌岣邿釞C(jī)效率對解決能源問題的重要性。（五）論述題（共10分）答題要求：本大題共1小題。要求觀點(diǎn)明確，論述合理，邏輯清晰。33.論述熱力學(xué)第二定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用及意義。答案：1.C2.B3.C4.B5.D6.A7.A8.A9.D10.A11.B12.D13.A14.B15.C16.B17.A18.C19.C20.A21.傳導(dǎo)、對流、輻射22.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體23.溫度、物質(zhì)的量24.J/(kg·K)25.內(nèi)能、機(jī)械能26.熱力學(xué)第一定律指出，系統(tǒng)內(nèi)能的增量等于外界對系統(tǒng)做的功與系統(tǒng)從外界吸收的熱量之和，它反映了能量守恒和轉(zhuǎn)換的關(guān)系。27.提高熱機(jī)效率的主要途徑有：提高高溫?zé)嵩礈囟?；降低低溫?zé)嵩礈囟龋粶p少散熱損失、漏氣損失和摩擦損失等不可逆損失。28.絕熱過程是指系統(tǒng)與外界沒有熱量交換的過程，在絕熱過程中，系統(tǒng)內(nèi)能的變化等于外界對系統(tǒng)做的功或系統(tǒng)對外界做的功。29.（1）等溫膨脹過程對外做功W=p1V1ln(V2/V1)=2×10^5×0.01×ln(0.02/0.01)≈1386J。（2）根據(jù)等溫過程內(nèi)能不變，ΔU=0，由熱力學(xué)第一定律Q=W，所以氣體吸收的熱量Q=1386J。30.（1）熱機(jī)效率η=(T1-T2)/T1=(500-300)/500=0.4。（2）對外做功W=ηQ1=0.4×1000=400J。（3）向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2=Q1-W=1000-400=600J。31.采用新型高效的傳熱材料增強(qiáng)熱傳遞效果；優(yōu)化熱機(jī)的循環(huán)過程。32.提高熱機(jī)效率可以減少能源消耗，降低對不可再生能源的依賴，從而緩解能源危機(jī)；同時(shí)減少因能源燃燒產(chǎn)生的污染物排放，減輕環(huán)境污染，有利于可持續(xù)發(fā)展。33.熱力學(xué)第二定律在實(shí)際生活中有廣泛