2025年大學(xué)物理考試熱力學(xué)第一定律應(yīng)用試題及答案姓名：____________________

一、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題）

1.下列關(guān)于熱力學(xué)第一定律的敘述，正確的是：

A.熱力學(xué)第一定律表達(dá)了能量守恒的原理

B.熱力學(xué)第一定律說(shuō)明了內(nèi)能的變化等于熱量的傳遞和做功的總和

C.熱力學(xué)第一定律揭示了熱量和功之間的等價(jià)性

D.熱力學(xué)第一定律描述了系統(tǒng)內(nèi)能的變化與外界環(huán)境的關(guān)系

2.一個(gè)理想氣體在等壓過(guò)程中，其內(nèi)能的變化為：

A.等于外界對(duì)氣體做的功

B.等于氣體吸收的熱量

C.等于外界對(duì)氣體做的功加上氣體吸收的熱量

D.不隨溫度變化

3.關(guān)于等溫過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能保持不變

B.內(nèi)能隨體積增加而增加

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

D.內(nèi)能隨溫度降低而減少

4.一個(gè)熱機(jī)在完成一個(gè)循環(huán)后，其熱效率為：

A.高于1

B.等于1

C.低于1

D.無(wú)法確定

5.關(guān)于絕熱過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能隨溫度升高而增加

B.內(nèi)能隨體積增加而減少

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而增加

D.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

6.一個(gè)理想氣體在等容過(guò)程中，其內(nèi)能的變化為：

A.等于外界對(duì)氣體做的功

B.等于氣體吸收的熱量

C.等于外界對(duì)氣體做的功加上氣體吸收的熱量

D.不隨溫度變化

7.一個(gè)熱機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，若吸熱Q1，放熱Q2，做功W，則該熱機(jī)的效率為：

A.W/(Q1+Q2)

B.Q1/(Q1+Q2)

C.Q2/(Q1+Q2)

D.W/(Q1-Q2)

8.關(guān)于等溫過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能保持不變

B.內(nèi)能隨體積增加而增加

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

D.內(nèi)能隨溫度降低而減少

9.一個(gè)熱機(jī)在完成一個(gè)循環(huán)后，其熱效率為：

A.高于1

B.等于1

C.低于1

D.無(wú)法確定

10.關(guān)于絕熱過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能隨溫度升高而增加

B.內(nèi)能隨體積增加而減少

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而增加

D.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

11.一個(gè)理想氣體在等容過(guò)程中，其內(nèi)能的變化為：

A.等于外界對(duì)氣體做的功

B.等于氣體吸收的熱量

C.等于外界對(duì)氣體做的功加上氣體吸收的熱量

D.不隨溫度變化

12.一個(gè)熱機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，若吸熱Q1，放熱Q2，做功W，則該熱機(jī)的效率為：

A.W/(Q1+Q2)

B.Q1/(Q1+Q2)

C.Q2/(Q1+Q2)

D.W/(Q1-Q2)

13.關(guān)于等溫過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能保持不變

B.內(nèi)能隨體積增加而增加

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

D.內(nèi)能隨溫度降低而減少

14.一個(gè)熱機(jī)在完成一個(gè)循環(huán)后，其熱效率為：

A.高于1

B.等于1

C.低于1

D.無(wú)法確定

15.關(guān)于絕熱過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能隨溫度升高而增加

B.內(nèi)能隨體積增加而減少

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而增加

D.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

16.一個(gè)理想氣體在等容過(guò)程中，其內(nèi)能的變化為：

A.等于外界對(duì)氣體做的功

B.等于氣體吸收的熱量

C.等于外界對(duì)氣體做的功加上氣體吸收的熱量

D.不隨溫度變化

17.一個(gè)熱機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，若吸熱Q1，放熱Q2，做功W，則該熱機(jī)的效率為：

A.W/(Q1+Q2)

B.Q1/(Q1+Q2)

C.Q2/(Q1+Q2)

D.W/(Q1-Q2)

18.關(guān)于等溫過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能保持不變

B.內(nèi)能隨體積增加而增加

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

D.內(nèi)能隨溫度降低而減少

19.一個(gè)熱機(jī)在完成一個(gè)循環(huán)后，其熱效率為：

A.高于1

B.等于1

C.低于1

D.無(wú)法確定

20.關(guān)于絕熱過(guò)程中理想氣體的內(nèi)能變化，以下說(shuō)法正確的是：

A.內(nèi)能隨溫度升高而增加

B.內(nèi)能隨體積增加而減少

C.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而增加

D.內(nèi)能隨壓強(qiáng)增加而減少

二、判斷題（每題2分，共10題）

1.熱力學(xué)第一定律表明，能量既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。（）

2.在等溫過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能不會(huì)發(fā)生變化。（）

3.在絕熱過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能變化只與溫度有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。（）

4.一個(gè)熱機(jī)的效率等于1時(shí)，意味著該熱機(jī)為完全熱機(jī)。（）

5.在等壓過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能變化等于外界對(duì)氣體做的功。（）

6.在等容過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能變化等于氣體吸收的熱量。（）

7.一個(gè)熱機(jī)的熱效率越高，其輸出的功就越大。（）

8.在等溫過(guò)程中，理想氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。（）

9.熱力學(xué)第一定律只適用于封閉系統(tǒng)，不適用于開(kāi)放系統(tǒng)。（）

10.在絕熱過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能變化可以通過(guò)測(cè)量氣體溫度的變化來(lái)計(jì)算。（）

三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）

1.簡(jiǎn)述熱力學(xué)第一定律的基本內(nèi)容，并說(shuō)明其與能量守恒定律的關(guān)系。

2.解釋等壓過(guò)程、等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程中理想氣體內(nèi)能的變化特點(diǎn)。

3.如何通過(guò)熱力學(xué)第一定律計(jì)算一個(gè)理想氣體在等溫過(guò)程中吸收的熱量？

4.簡(jiǎn)要說(shuō)明熱機(jī)效率的概念及其影響因素。

四、論述題（每題10分，共2題）

1.論述熱力學(xué)第一定律在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，并舉例說(shuō)明其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2.分析熱機(jī)效率與卡諾效率的關(guān)系，討論提高熱機(jī)效率的可能途徑及其局限性。

試卷答案如下：

一、多項(xiàng)選擇題答案及解析思路：

1.ABC

解析思路：熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用，因此A、B、C選項(xiàng)正確。

2.C

解析思路：等壓過(guò)程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能的變化等于氣體吸收的熱量減去對(duì)外做的功。

3.A

解析思路：等溫過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，溫度不變則內(nèi)能不變。

4.C

解析思路：熱機(jī)的效率定義為做功與吸收熱量的比值，永遠(yuǎn)小于1。

5.A

解析思路：絕熱過(guò)程中，沒(méi)有熱量交換，內(nèi)能的變化等于外界對(duì)氣體做的功。

6.C

解析思路：等容過(guò)程中，體積不變，對(duì)外不做功，內(nèi)能的變化等于氣體吸收的熱量。

7.C

解析思路：熱機(jī)的效率等于有用功與吸收熱量的比值，即Q2/(Q1+Q2)。

8.A

解析思路：等溫過(guò)程中，內(nèi)能不變，根據(jù)波義耳-馬略特定律，壓強(qiáng)與體積成反比。

9.C

解析思路：熱機(jī)的效率永遠(yuǎn)小于1，因?yàn)榭偸怯幸徊糠譄崃勘慌欧诺降蜏責(zé)嵩础?/p>

10.A

解析思路：絕熱過(guò)程中，內(nèi)能隨溫度升高而增加，因?yàn)橥饨鐚?duì)氣體做功增加了內(nèi)能。

二、判斷題答案及解析思路：

1.√

解析思路：熱力學(xué)第一定律直接體現(xiàn)了能量守恒定律。

2.√

解析思路：等溫過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。

3.√

解析思路：絕熱過(guò)程中，沒(méi)有熱量交換，內(nèi)能變化完全由做功引起。

4.×

解析思路：熱機(jī)的效率永遠(yuǎn)小于1，完全熱機(jī)是一個(gè)理想化的概念。

5.×

解析思路：等壓過(guò)程中，內(nèi)能變化等于氣體吸收的熱量減去對(duì)外做的功。

6.×

解析思路：等容過(guò)程中，內(nèi)能變化等于氣體吸收的熱量。

7.×

解析思路：熱機(jī)的效率高并不意味著輸出的功就大，因?yàn)樽龉€取決于熱機(jī)的其他參數(shù)。

8.√

解析思路：等溫過(guò)程中，根據(jù)波義耳-馬略特定律，壓強(qiáng)與體積成反比。

9.×

解析思路：熱力學(xué)第一定律適用于所有類(lèi)型的系統(tǒng)，包括開(kāi)放系統(tǒng)。

10.√

解析思路：絕熱過(guò)程中，內(nèi)能變化可以通過(guò)測(cè)量氣體溫度的變化來(lái)計(jì)算。

三、簡(jiǎn)答題答案及解析思路：

1.熱力學(xué)第一定律的基本內(nèi)容是：能量既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。它與能量守恒定律的關(guān)系在于，熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2.等壓過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能變化等于氣體吸收的熱量減去對(duì)外做的功。等溫過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能保持不變。絕熱過(guò)程中，理想氣體的內(nèi)能變化等于外界對(duì)氣體做的功。

3.在等溫過(guò)程中，理想氣體吸收的熱量可以通過(guò)以下公式計(jì)算：Q=ΔU+W，其中ΔU是內(nèi)能的變化，由于等溫過(guò)程內(nèi)能不變，ΔU=0，所以Q=W。

4.熱機(jī)效率是指熱機(jī)將吸收的熱量轉(zhuǎn)化為做功的比率。其影響因素包括熱機(jī)的類(lèi)型、工作物質(zhì)的性質(zhì)、工作過(guò)程的狀態(tài)變化等。提高熱機(jī)效率的途徑包括優(yōu)化工作過(guò)程、提高熱機(jī)部件的效率、減少熱損失等，但都存在一定的局限性。

四、論述題答案及解析思路：

1.熱力學(xué)第一定律在實(shí)際應(yīng)用中非常重要，它不僅揭示了能量守恒的普遍規(guī)律，還為熱