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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卷100道合辑-单选题)

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，热流密度与温度梯度方向的关系是？

【选项】A.垂直

B.平行

C.相反

D.斜交

【参考答案】C

【详细解析】傅里叶定律表述为q=-k?T，负号表示热流方向与温度梯度方向相反，故选C。其他选项均不符合热流传递的物理本质。

【题干2】在稳态导热中，平壁传热的热流密度与哪些因素成正比？

【选项】A.材料导热系数与温差

B.材料导热系数与温差平方

C.材料导热系数与温差开方

D.材料导热系数与温差无关

【参考答案】A

【详细解析】稳态导热满足q=kΔT/(δ)，即与k和ΔT成正比，与厚度δ成反比。选项A正确，B、C涉及二次方或根号运算不符合基本公式。

【题干3】热对流与热传导的本质区别在于？

【选项】A.是否需要流体介质

B.是否涉及温度梯度

C.是否伴随相变

D.是否产生热应力

【参考答案】A

【详细解析】热传导是流体内部分子热运动，无需宏观流动；热对流需流体整体运动（如自然对流或强制对流）。选项A正确，其他选项均非核心区别。

【题干4】黑体辐射的发射率ε的取值范围是？

【选项】A.0-1

B.0.8-1.2

C.0.5-1.5

D.1.0

【参考答案】D

【详细解析】黑体辐射遵循基尔霍夫定律，其发射率ε=1。灰体介于0-1之间，白体为纯黑体，故选项D正确。

【题干5】在传热过程中，热阻的串联叠加适用于哪种传热方式？

【选项】A.导热

B.对流

C.辐射

D.混合传热

【参考答案】A

【详细解析】导热系统中各层热阻（R=kδ/A）可线性叠加，而对流和辐射的热阻计算方式不同（如Nu关联式）。选项A正确。

【题干6】牛顿冷却定律适用于哪种传热边界条件？

【选项】A.等温边界

B.等热流边界

C.第三类边界

D.第一类边界

【参考答案】C

【详细解析】牛顿冷却定律q=hΔT描述流体与固体表面传热，需已知表面温度与流体温度差（第三类边界）。选项C正确。

【题干7】在非稳态导热中，集总参数法的适用条件是毕渥数Bi0.1。Bi的计算公式为？

【选项】A.hδ/k

B.hL/k

C.hV/k

D.hA/k

【参考答案】A

【详细解析】毕渥数Bi=hδ/k，其中δ为特征长度（如平板半厚度），h为对流换热系数，k为导热系数。选项A正确，其他选项特征长度定义错误。

【题干8】传热系数k的量纲是？

【选项】A.W/(m2·K)

B.W/(m·K)

C.W·m/(K·s)

D.W·m2/K

【参考答案】A

【详细解析】k的单位由傅里叶定律q=-kΔT/δ推导，q单位为W/m2，ΔT单位K，δ单位m，故k=(W/m2·K)·m=W/(m·K)。选项A正确。

【题干9】在辐射传热中，两无限大平行平板间的辐射传热量与哪些因素无关？

【选项】A.平板间距

B.表面黑度

C.环境温度

D.表面面积

【参考答案】C

【详细解析】两平行平板辐射传热量公式q=σεT??-T??/(1/ε?+1/ε?-1)，仅与表面黑度ε、温度T?、T?及间距无关（间距影响几何关系）。选项C正确。

【题干10】传热强化中，增加流体流速通常会导致什么变化？

【选项】A.提高传热系数

B.降低传热系数

C.不改变传热系数

D.增加流动阻力

【参考答案】D

【详细解析】增加流速可提高雷诺数Re，增强对流换热（强化传热），但会增大流动阻力（达西摩擦因子f增加）。选项D正确，A为间接结果而非直接答案。

【题干11】在热应力分析中，哪种材料的热膨胀系数最大？

【选项】A.铝合金

B.铸铁

C.铜合金

D.铅

【参考答案】D

【详细解析】铅的线膨胀系数α≈29×10??/K，显著高于其他选项（如铝合金约23×10??/K）。选项D正确。

【题干12】临界热传递速度（CHS）是指？

【选项】A.对流换热量等于辐射换热量

B.对流换热量等于导热换热量

C.流体温度达到壁面温度

D.流体速度达到音速

【参考答案】A

【详细解析】CHS是自然对流与辐射换热量相等时的临界状态，此时对流不再主导传热。选项A正确。

【题干13】在传热网络法中，如何减少总传热阻力？

【选项】A.增加传热面积

B.采用逆流布置

C.提高流体重度

D.增加