2025年大學(xué)《物理學(xué)》專業(yè)題庫——熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中的熱能分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪個(gè)物理量是狀態(tài)函數(shù)？（）A.功B.熱量C.內(nèi)能D.傳熱速率2.在一個(gè)絕熱容器中，將溫度較高的物體A與溫度較低的物體B接觸，最終達(dá)到熱平衡。在此過程中，下列說法正確的是？（）A.物體A的內(nèi)能增加，物體B的內(nèi)能減少B.物體A的熱容大于物體B的熱容C.系統(tǒng)的總內(nèi)能保持不變D.系統(tǒng)的總熵減少3.一定量的理想氣體，從狀態(tài)I（壓強(qiáng)p?，體積V?，溫度T?）等溫膨脹到狀態(tài)II（壓強(qiáng)p?，體積V?，溫度T?）。若T?>T?，則氣體在膨脹過程中？（）A.吸收熱量，對(duì)外做功，內(nèi)能增加B.放出熱量，對(duì)外做功，內(nèi)能減少C.不吸熱也不放熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變D.吸收熱量，對(duì)外不做功，內(nèi)能增加4.物體吸收了熱量，其溫度一定升高。這句話？（）A.總是正確B.總是錯(cuò)誤C.可能正確，也可能錯(cuò)誤D.僅在相變過程中正確5.關(guān)于熱傳遞的方向，下列說法正確的是？（）A.熱量會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.熱量能夠從任何溫度的物體傳遞到任何其他溫度的物體C.熱量傳遞總是伴隨著能量的耗散（增加）D.熱傳遞過程總是沿著熵增加的方向進(jìn)行6.下列哪個(gè)過程是等熵過程？（）A.恒溫過程B.絕熱過程C.理想氣體的等溫可逆過程D.理想氣體的絕熱可逆過程7.一定質(zhì)量的0℃的冰完全熔化成0℃的水，其？（）A.內(nèi)能增加B.溫度升高C.熱容增加D.熵增加8.兩個(gè)溫度不同的物體接觸，經(jīng)過一段時(shí)間達(dá)到熱平衡。如果忽略系統(tǒng)與外界的熱交換，則此過程？（）A.遵守?zé)崃W(xué)第一定律，但不遵守?zé)崃W(xué)第二定律B.遵守?zé)崃W(xué)第二定律，但不遵守?zé)崃W(xué)第一定律C.同時(shí)遵守?zé)崃W(xué)第一定律和第二定律D.既不遵守?zé)崃W(xué)第一定律也不遵守?zé)崃W(xué)第二定律9.在使用量熱器測量金屬塊比熱容的實(shí)驗(yàn)中，為了減小系統(tǒng)散熱帶來的誤差，采取的主要措施是？（）A.使用質(zhì)量較大的金屬塊B.使用導(dǎo)熱性能好的量熱器材料C.實(shí)驗(yàn)過程盡量迅速D.測量金屬塊和水的初溫、末溫時(shí)，盡量使用精度高的溫度計(jì)10.下列說法中，正確的是？（）A.物體的溫度越高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能就越大B.物體的內(nèi)能等于物體所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和C.做功和傳熱在改變物體內(nèi)能方面是等效的，但本質(zhì)相同D.熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%二、填空題（每小題2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________。2.質(zhì)量為m、比熱容為c的物體，溫度從T?升高到T?，它吸收的熱量Q=________。3.水的汽化熱為L，將質(zhì)量為m的0℃的水完全汽化成100℃的水蒸氣，需要吸收的熱量為________。4.在一個(gè)絕熱容器中，理想氣體自由膨脹，其內(nèi)能________（填“增加”、“減少”或“不變”）。5.物體的熱容是其溫度變化1K時(shí)吸收或放出的熱量，單位是________。6.理想氣體的狀態(tài)方程為________。7.在等溫過程中，理想氣體的內(nèi)能________（填“變化”或“不變”）。8.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述是：不可能從單一熱源吸熱，使之完全變?yōu)楣Γ划a(chǎn)生其他影響。9.物體從固態(tài)到液態(tài)的過程稱為________。10.做功和傳熱是改變物體內(nèi)能的兩種方式，它們的區(qū)別在于________。三、計(jì)算題（共60分）1.（10分）將質(zhì)量為200g、初溫為100℃的水，倒入質(zhì)量為300g、初溫為20℃的量熱器杯中（量熱器杯及其內(nèi)壁質(zhì)量為50g，比熱容為0.42×103J/(kg·K)，假設(shè)系統(tǒng)與外界無熱交換，水的比熱容為4.2×103J/(kg·K)。求混合后水的最終平衡溫度。2.（15分）一定量的空氣，在壓強(qiáng)為1.0×10?Pa，體積為2.0×10?3m3時(shí)，溫度為300K。經(jīng)過一絕熱壓縮，體積變?yōu)?.5×10?3m3。假設(shè)空氣可視為理想氣體，且Cv,m=20.8J/(mol·K)，Cp,m=28.8J/(mol·K)。求：（1）壓縮后空氣的溫度；（2）此過程中外界對(duì)空氣所做的功。3.（15分）將0.1kg的0℃的冰塊投入一杯20℃的熱水中，最終達(dá)到熱平衡，忽略杯子和水的質(zhì)量及熱量損失。已知冰的熔化熱L=3.3×10?J/kg，水的比熱容c=4.2×103J/(kg·K)。求最終平衡的溫度是多少？（提示：考慮冰完全熔化需要吸收熱量）4.（20分）一個(gè)可逆熱機(jī)工作在高溫?zé)嵩碩?和低溫?zé)嵩碩?之間，每次循環(huán)從高溫?zé)嵩次鼰酫?，向低溫?zé)嵩捶艧酫?。若T?=500K，T?=300K，在一次循環(huán)中熱機(jī)對(duì)外做了200J的功。（1）求此次循環(huán)中從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌?；（2）求此次循環(huán)中向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌?；（3）求該熱機(jī)的效率。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.D6.D7.A8.C9.C10.A二、填空題1.ΔU=Q+W2.cm(T?-T?)3.cm(T?-T?)+mL4.不變5.J/K或J/℃6.pV=nRT或PV/T=常數(shù)7.不變8.不可能從單一熱源吸熱，使之完全變?yōu)楣?，而不產(chǎn)生其他影響9.熔化10.做功是能量形式間的轉(zhuǎn)化，傳熱是能量從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移三、計(jì)算題1.解析思路：根據(jù)熱平衡原理，系統(tǒng)（水+量熱器杯）與外界無熱交換，混合后達(dá)到熱平衡時(shí)，水放出的熱量等于量熱器杯吸收的熱量。設(shè)最終平衡溫度為T，列熱量平衡方程求解。答案：T=31.1℃2.解析思路：（1）根據(jù)絕熱過程理想氣體狀態(tài)方程或泊松方程p?V???1=p?V???1，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程p?V?=nRT?，求出壓縮后溫度T?。（2）根據(jù)絕熱過程功的定義W=ΔU=nCv,m(T?-T?)，其中n=p?V?/RT?。答案：（1）T?=481K（2）W=1.8×103J3.解析思路：系統(tǒng)（冰+水）與外界無熱交換，達(dá)到熱平衡時(shí)，熱水放出的熱量等于冰吸收的熱量（包括冰熔化熱和熔化后水升溫的熱量）。設(shè)最終平衡溫度為T，列熱量平衡方程求解。需要判斷冰是否完全熔化。答案：T=0℃（冰未完全熔化