高中物理熱學(xué)競賽題試題及真題考試時長：120分鐘滿分：100分班級：__________姓名：__________學(xué)號：__________得分：__________試卷名稱：高中物理熱學(xué)競賽題試題及真題考核對象：高中生（中等級別）題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述是：熱量不能自動地從低溫物體傳到高溫物體。2.理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)。3.在等溫過程中，理想氣體的內(nèi)能變化量為零。4.熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。5.液體的表面張力是由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離造成的。6.熱傳遞的三種方式是傳導(dǎo)、對流和輻射，其中輻射不需要介質(zhì)。7.理想氣體狀態(tài)方程為PV=nRT，其中R為普適氣體常數(shù)。8.在絕熱過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對系統(tǒng)做的功。9.氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子對容器壁的持續(xù)碰撞產(chǎn)生的。10.液體的浸潤現(xiàn)象與液體的表面張力有關(guān)，但與毛細(xì)現(xiàn)象無關(guān)。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪個物理量是描述氣體分子平均動能的？（）A.壓強(qiáng)B.溫度C.體積D.密度2.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為？（）A.ΔU=Q-WB.ΔU=Q+WC.ΔU=-Q-WD.ΔU=-Q+W3.在等壓過程中，理想氣體的體積增大一倍，其溫度變化為？（）A.減小一半B.不變C.增大一倍D.無法確定4.下列哪個過程是可逆過程？（）A.熱傳導(dǎo)B.氣體自由膨脹C.理想氣體等溫壓縮D.液體沸騰5.氣體分子的平均自由程與下列哪個因素?zé)o關(guān)？（）A.氣體密度B.氣體溫度C.氣體分子直徑D.氣體壓強(qiáng)6.在相同溫度下，下列哪種氣體的內(nèi)能最大？（）A.氫氣B.氦氣C.氮?dú)釪.氧氣7.熱機(jī)效率最高的理想熱機(jī)是？（）A.卡諾熱機(jī)B.蒸汽機(jī)C.汽油機(jī)D.柴油機(jī)8.液體的表面張力方向總是？（）A.垂直于液面B.平行于液面且指向液體內(nèi)部C.平行于液面且指向液體外部D.無固定方向9.在等溫過程中，理想氣體的內(nèi)能變化量為？（）A.正值B.負(fù)值C.零D.無法確定10.下列哪個現(xiàn)象是由于毛細(xì)現(xiàn)象引起的？（）A.水在玻璃管中上升B.油在玻璃管中下降C.水銀在玻璃管中下降D.水銀在金屬管中上升三、多選題（每題2分，共20分）1.熱力學(xué)第二定律的推論包括？（）A.不可能從單一熱源吸熱并全部轉(zhuǎn)化為功而不產(chǎn)生其他影響B(tài).不可能使熱量從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響C.所有可逆循環(huán)的熱效率相等D.熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%2.理想氣體的狀態(tài)方程適用于？（）A.真空環(huán)境B.高溫低壓條件C.低溫高壓條件D.任何溫度和壓強(qiáng)條件3.熱傳遞的三種方式的特點(diǎn)包括？（）A.傳導(dǎo)需要介質(zhì)B.對流需要介質(zhì)C.輻射不需要介質(zhì)D.三種方式都能在真空中進(jìn)行4.液體的表面張力產(chǎn)生的原因包括？（）A.液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離B.液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離C.液體表面分子受到內(nèi)部分子的吸引力D.液體表面分子受到外界分子的排斥力5.熱力學(xué)第一定律的適用范圍包括？（）A.可逆過程B.不可逆過程C.靜態(tài)過程D.動態(tài)過程6.氣體分子的平均自由程與下列哪些因素成正比？（）A.氣體分子直徑B.氣體密度C.氣體溫度D.氣體壓強(qiáng)7.熱機(jī)的效率與下列哪些因素有關(guān)？（）A.高溫?zé)嵩吹臏囟菳.低溫?zé)嵩吹臏囟菴.熱機(jī)的工作循環(huán)D.熱機(jī)的工作介質(zhì)8.液體的浸潤現(xiàn)象與下列哪些因素有關(guān)？（）A.液體的表面張力B.固體的表面能C.液體與固體的接觸角D.液體的密度9.理想氣體的內(nèi)能與下列哪些因素有關(guān)？（）A.氣體分子的數(shù)量B.氣體分子的平均速率C.氣體的溫度D.氣體的體積10.熱傳遞的三種方式的效率比較？（）A.輻射傳熱效率最高B.對流傳熱效率最高C.傳導(dǎo)傳熱效率最低D.三種方式效率相同四、案例分析（每題6分，共18分）1.一個理想氣體系統(tǒng)經(jīng)歷了一個等溫過程，初始狀態(tài)為P?=1.0×10?Pa，V?=10L，溫度T?=300K。經(jīng)過等溫過程后，體積變?yōu)閂?=20L。求系統(tǒng)對外界做的功以及內(nèi)能的變化量。（假設(shè)氣體為單原子分子，摩爾質(zhì)量為4g/mol）2.一個卡諾熱機(jī)工作在高溫?zé)嵩碩?=500K和低溫?zé)嵩碩?=300K之間，從高溫?zé)嵩次鼰酫?=1000J。求該熱機(jī)的效率以及向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌?。3.一個毛細(xì)管插入水中，管內(nèi)水上升的高度為h=5cm。已知水的表面張力系數(shù)γ=72mN/m，水的密度ρ=1000kg/m3，重力加速度g=9.8m/s2。求毛細(xì)管的直徑d。五、論述題（每題11分，共22分）1.試述熱力學(xué)第二定律的兩種表述及其等效性，并舉例說明其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。2.試述理想氣體狀態(tài)方程的推導(dǎo)過程，并討論其在實(shí)際應(yīng)用中的局限性。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×解析：5.表面張力方向平行于液面且指向液體內(nèi)部，與浸潤現(xiàn)象有關(guān)。10.毛細(xì)現(xiàn)象與液體的表面張力有關(guān)，浸潤現(xiàn)象也會影響毛細(xì)現(xiàn)象。二、單選題1.B2.A3.C4.C5.A6.A7.A8.B9.C10.A解析：1.溫度是分子平均動能的宏觀表現(xiàn)。4.理想氣體等溫壓縮是可逆過程，其他選項(xiàng)均為不可逆過程。8.表面張力方向平行于液面且指向液體內(nèi)部。三、多選題1.A,B,C2.B,C,D3.A,B,C4.A,C5.A,B,C,D6.A,C7.A,B,C8.A,B,C9.A,B,C10.A,C解析：1.熱力學(xué)第二定律的推論包括A、B、C，D為錯誤表述。6.平均自由程與分子直徑和溫度成正比，與密度成反比。四、案例分析1.解：等溫過程系統(tǒng)對外界做的功為：W=Q=nRT?ln(V?/V?)=PV?ln(V?/V?)=1.0×10?Pa×10×10?3m3×ln(2)=6.91×102J內(nèi)能變化量為零，因?yàn)闇囟炔蛔?。答：系統(tǒng)對外界做的功為6.91×102J，內(nèi)能變化量為零。2.解：卡諾熱機(jī)效率為：η=1-T?/T?=1-300/500=40%向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛椋篞?=Q?(1-η)=1000J×(1-40%)=600J答：熱機(jī)效率為40%，向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛?00J。3.解：毛細(xì)管內(nèi)水上升的高度公式為：h=2γ/(ρgd)解得直徑為：d=2γ/(ρgh)=2×72×10?3N/m/(1000kg/m3×9.8m/s2×0.05m)=2.94×10??m=0.294mm答：毛細(xì)管的直徑為0.294mm。五、論述題1.解：熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述為：熱量不能自動地從低溫物體傳到高溫物體。開爾文表述