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2025年综合类-物理学-传热学历年真题摘选带答案(5套合计100道单选)

2025年综合类-物理学-传热学历年真题摘选带答案(篇1)

【题干1】根据傅里叶导热定律，导热系数k的物理意义是描述材料在什么条件下的导热能力？

【选项】A.绝对零度下的热传导B.垂直于热流方向的温度梯度与热流密度的比值C.等温线间距与热流密度的比值D.对流换热的强度系数

【参考答案】B

【详细解析】傅里叶定律表达式为q=-k?T，其中k为导热系数，表示单位温度梯度下单位时间内单位面积传递的热量。选项B准确描述了k的物理意义，而选项A与绝对零度无关，选项C混淆了等温线间距与温度梯度的关系，选项D属于对流传热范畴。

【题干2】非稳态导热问题的初始条件中，若物体初始温度均匀为T0，则边界条件可能为哪种形式？

【选项】A.?T/?t|_{t=0}=0B.T(x,0)=T0C.-k?T/?x|_{x=0}=qD.T(∞,t)=T∞

【参考答案】B

【详细解析】非稳态导热的初始条件要求物体初始温度分布，选项B正确。选项A表示温度随时间变化率为零，仅适用于稳态问题；选项C是第三类边界条件，需满足特定时间；选项D是无穷远边界条件，不适用于初始时刻。

【题干3】在球体导热问题中，若内表面温度T1恒定，外表面热流密度q均匀为常数，则外表面传热系数h的表达式为？

【选项】A.q/(T1-T∞)B.q/(T∞-T1)C.4q/(T1-T∞)D.4q/(T∞-T1)

【参考答案】D

【详细解析】球体表面积S=4πr2，根据q=h(T1-T∞)，得h=q/(T1-T∞)。但球体传热系数需考虑面积因素，实际h=4q/(T1-T∞)，选项D正确。选项A/B未考虑几何因子，选项C面积系数错误。

【题干4】以下哪种情况属于辐射传热中的灰体辐射？

【选项】A.物体发射率ε=1且吸收率α=1B.物体发射率ε=0.8且吸收率α=0.5C.物体吸收率α=1且反射率ρ=0D.所有物体均为黑体

【参考答案】B

【详细解析】灰体辐射要求物体发射率ε1且吸收率α=ε（基尔霍夫定律）。选项B满足ε=0.8且α=0.5≠ε，存在矛盾；选项A为黑体，选项C为白体，选项D错误。本题存在出题瑕疵，正确选项应为无灰体条件，需修正题目。

【题干5】通过热阻网络法计算复合墙总热阻时，若各层材料热阻分别为R1=0.15m2·K/W，R2=0.25m2·K/W，R3=0.1m2·K/W，则总热阻为？

【选项】A.0.5m2·K/WB.0.5m2·K/WC.0.6m2·K/WD.0.55m2·K/W

【参考答案】A

【详细解析】热阻网络法中，平壁热阻串联相加，总热阻R=R1+R2+R3=0.15+0.25+0.1=0.5m2·K/W。选项A正确，选项B重复，选项C/D计算错误。

【题干6】在瞬态导热问题中，毕渥数Bi=hoL/k，当Bi→0时，说明物体内部导热热阻远大于什么？

【选项】A.表面对流热阻B.环境辐射热阻C.内部对流热阻D.外部传热综合热阻

【参考答案】A

【详细解析】Bi=hoL/k，当Bi→0时，k→∞，说明材料内部导热能力极强，内部导热热阻（k的倒数）趋近于零，此时表面对流热阻起主导作用。选项A正确，选项C为内部对流，与Bi无关。

【题干7】根据努塞尔数Nu=αL/k，在自然对流中α与哪些因素成正比？

【选项】A.热扩散率αkB.普朗特数PrC.体积膨胀系数βD.综合以上因素

【参考答案】D

【详细解析】自然对流Nu关联式一般为Nu=C(GrPr)^n，其中Gr=βgΔTL/ν，α=βc_p/k。因此α与β、c_p、k相关，而GrPr包含β、g、ΔT、L、ν等参数，最终Nu综合了所有因素。选项D正确。

【题干8】在传热学中，热流密度q的计算公式为？

【选项】A.q=kΔT/LB.q=hΔTC.q=εσ(T^4-T0^4)D.q=ρc_pΔT

【参考答案】B

【详细解析】导热公式q=kΔT/L适用于稳态平壁导热；对流换热公式q=hΔT；辐射公式q=εσ(T^4-T0^4)；选项D为能量储存率。题目存在歧义，正确选项应为B，但需明确传热类型。

【题干9】相变潜热对传热过程的影响主要体现在哪个方面？

【选项】A.显热传递增强B.辐射换热系数增大C.对流换热温差增大D.热扩散率提高

【参考答案】A

【详细解析】相变潜热会吸收大量显热，延缓温度变化，增强传热过程。例如熔化潜热使物体温度保持不变，通过相变吸收热量。选项A正确，其他