2025年高中物理熱學(xué)模擬練習(xí)卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.關(guān)于熱力學(xué)第一定律，下列說法正確的是（）A.物體吸收熱量，其內(nèi)能一定增加B.物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減少C.物體的內(nèi)能增加，一定是外界對(duì)物體做了功D.系統(tǒng)內(nèi)能的變化量等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功與系統(tǒng)吸收的熱量的總和2.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其體積增大，壓強(qiáng)減小。在此過程中，氣體的內(nèi)能變化情況和氣體是吸熱還是放熱，下列判斷正確的是（）A.內(nèi)能增加，一定放熱B.內(nèi)能減少，一定吸熱C.內(nèi)能增加，一定吸熱D.內(nèi)能變化無法確定，吸放熱也無法確定3.下列說法正確的是（）A.物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子平均速率越大B.氣體的溫度升高1K，其內(nèi)能一定增加1JC.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但本質(zhì)相同D.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體4.一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷一個(gè)等溫壓縮過程，下列說法正確的是（）A.氣體對(duì)外界做正功，內(nèi)能增加B.外界對(duì)氣體做正功，內(nèi)能減少C.氣體對(duì)外界做正功，內(nèi)能不變D.外界對(duì)氣體做正功，內(nèi)能不變5.下列說法正確的是（）A.分子間同時(shí)存在引力和斥力，分子勢能總是正值B.溫度升高，物體內(nèi)分子動(dòng)能的總和增大C.氣體分子間碰撞一定是彈性的D.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的分子運(yùn)動(dòng)6.對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，下列四個(gè)物理量中，可能隨氣體的溫度升高而增大的是（）A.分子平均速率B.氣體密度C.氣體的壓強(qiáng)D.氣體的內(nèi)能7.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)P1（壓強(qiáng)P1，體積V1，溫度T1）經(jīng)過等溫過程變?yōu)闋顟B(tài)P2（壓強(qiáng)P2，體積V2，溫度T2），若P1>P2，則（）A.氣體對(duì)外界做正功B.外界對(duì)氣體做正功C.氣體吸收熱量D.氣體放熱8.下列說法正確的是（）A.熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%B.熱量可以自動(dòng)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體C.任何物體都具有內(nèi)能，但只有氣體才能用理想氣體狀態(tài)方程描述其狀態(tài)D.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，且它們在改變內(nèi)能上是等效的二、填空題（本題共4小題，每小題5分，共20分。）9.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A（壓強(qiáng)P1，體積V1）變化到狀態(tài)B（壓強(qiáng)P2，體積V2），根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有關(guān)系式________。如果此過程是等溫過程，那么氣體的壓強(qiáng)和體積成________比例（填“反”或“正”）。10.某熱機(jī)的效率為40%，它每次將900J的熱量傳遞給低溫?zé)嵩?，則每次對(duì)外做的功為________J。11.一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷一個(gè)等壓膨脹過程，氣體的溫度從T1升高到T2（T2>T1），根據(jù)蓋-呂薩克定律，氣體的體積與溫度成________比例。在此過程中，氣體分子的平均速率將________（填“變大”、“變小”或“不變”）。12.根據(jù)分子動(dòng)理論，氣體分子的平均動(dòng)能與氣體的________成正比。改變物體內(nèi)能的方式有________和________。三、計(jì)算題（本題共3小題，共48分。）13.（16分）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A（壓強(qiáng)1.0×10^5Pa，體積2.0×10^-3m^3，溫度300K）經(jīng)過一個(gè)等溫過程膨脹到狀態(tài)B，體積變?yōu)?.0×10^-3m^3。求：（1）氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)；（2）氣體在等溫過程中對(duì)外界做的功（大氣壓強(qiáng)P0=1.0×10^5Pa）。14.（18分）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)C（壓強(qiáng)2.0×10^5Pa，體積3.0×10^-3m^3，溫度600K）經(jīng)過一個(gè)等容過程冷卻到狀態(tài)D，壓強(qiáng)變?yōu)?.0×10^5Pa。求：（1）氣體在狀態(tài)D的溫度；（2）氣體在等容過程中放出的熱量。（設(shè)氣體的摩爾數(shù)為2mol，氣體常數(shù)R=8.31J/(mol·K)）15.（14分）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)E（壓強(qiáng)P0，體積V0，溫度T0）經(jīng)歷一個(gè)等壓壓縮過程，體積變?yōu)閂0/2，溫度變?yōu)門0/2。求：（1）氣體在末狀態(tài)E'的壓強(qiáng)與初狀態(tài)E的壓強(qiáng)之比；（2）如果此過程是絕熱的，氣體對(duì)外界是否做功？簡要說明理由。（設(shè)氣體常數(shù)R已知）試卷答案1.D解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q。A錯(cuò)，吸熱若同時(shí)對(duì)外做功或溫度不變，內(nèi)能不一定增加。B錯(cuò)，對(duì)外做功若同時(shí)吸熱，內(nèi)能不一定減少。C錯(cuò)，內(nèi)能增加可能是吸熱，也可能是外界做功。D對(duì)，ΔU=W+Q正是熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式。2.A解析：體積增大，壓強(qiáng)減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV/T恒定，知溫度T一定降低。理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度降低，內(nèi)能一定減少。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，ΔU<0，W<0（氣體膨脹對(duì)外做功），所以Q<0，氣體一定放熱。3.A解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，分子平均速率越大，故A對(duì)。B錯(cuò)，內(nèi)能變化量ΔU=nCvΔT，不一定是1K對(duì)應(yīng)1J。C錯(cuò)，做功是能量轉(zhuǎn)化的過程，熱傳遞是能量轉(zhuǎn)移的過程，本質(zhì)不同。D錯(cuò)，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體（而不引起其他變化）。4.D解析：等溫過程溫度不變，內(nèi)能不變，ΔU=0。氣體被壓縮，體積減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，得W=0-Q=-Q<0，外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能不變。5.B解析：A錯(cuò)，分子間作用力是變化的，引力和斥力可能都為零，分子勢能可以為零或負(fù)值。B對(duì)，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子動(dòng)能的總和也增大。C錯(cuò)，氣體分子間碰撞是彈性的，但并非所有碰撞過程都滿足能量守恒。D錯(cuò)，布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子運(yùn)動(dòng)。6.A,C,D解析：A對(duì)，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子平均速率增大。B錯(cuò)，等溫變化或等容變化時(shí)，氣體密度可能不變。C對(duì)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV/T=constant，若V增大，T增大，則P一定減小；若V減小，T增大，則P一定增大。所以，在T增大的同時(shí)，若V減小得更快，則P可能增大。D對(duì)，溫度升高，內(nèi)能增加（理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)）。7.B解析：等溫過程溫度不變，內(nèi)能不變，ΔU=0。氣體體積從V1增大到V2，經(jīng)歷等溫膨脹，氣體對(duì)外界做正功，W<0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，0=W+Q，得Q=-W>0，氣體吸收熱量。8.B解析：A錯(cuò)，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。B對(duì)，熱量可以自動(dòng)地從高溫物體傳到低溫物體，但不能自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體（而不引起其他變化）。C錯(cuò)，固體和液體也具有內(nèi)能。D錯(cuò)，做功是能量轉(zhuǎn)化的過程，熱傳遞是能量轉(zhuǎn)移的過程，本質(zhì)不同。9.P1V1/T1=P2V2/T2；反解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程P1V1/T1=P2V2/T2。等溫過程溫度不變（T=常數(shù)），根據(jù)P1V1/T1=P2V2/T2可知，PV比值恒定，即氣體的壓強(qiáng)和體積成反比。10.360解析：熱機(jī)效率η=W/Q_H，其中W是對(duì)外做的功，Q_H是吸收的熱量。由η=40%=0.4，Q_H=900J，可得W=η×Q_H=0.4×900J=360J。11.正；變大解析：根據(jù)蓋-呂薩克定律V/T=k（常數(shù)），氣體的體積與溫度成正比。等壓膨脹過程中，壓強(qiáng)不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV/T=constant，體積增大，則溫度升高（T2>T1）。溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，分子平均速率變大。12.溫度；做功；熱傳遞解析：根據(jù)分子動(dòng)理論，溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大。改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞。13.（1）解：由理想氣體狀態(tài)方程P1V1/T1=P2V2/T2，對(duì)于等溫過程T1=T2，可得P1V1=P2V2。P2=P1V1/V2=(1.0×10^5Pa)×(2.0×10^-3m^3)/(4.0×10^-3m^3)=0.5×10^5Pa=5.0×10^4Pa。答：氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為5.0×10^4Pa。（2）解：等溫過程內(nèi)能不變，W=-Q。氣體膨脹對(duì)外做功W=P1(V2-V1)（使用初末狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積，因T不變，P1V1=P2V2恒成立）。W=(1.0×10^5Pa)×(4.0×10^-3m^3-2.0×10^-3m^3)=(1.0×10^5Pa)×(2.0×10^-3m^3)=200J。所以W=200J。答：氣體在等溫過程中對(duì)外界做的功為200J。（注意：計(jì)算功時(shí)，可以直接用P1V1或P2V2計(jì)算出相同的功，因?yàn)閃=nRTln(V2/V1)=nRT1ln(V2/V1)=P1V1ln(V2/V1)）14.（1）解：由理想氣體狀態(tài)方程P1V1/T1=P2V2/T2，代入數(shù)據(jù)P1=2.0×10^5Pa,V1=3.0×10^-3m^3,T1=600K,P2=1.0×10^5Pa,V2=V1=3.0×10^-3m^3（等容過程體積不變）。T2=T1×(P2/P1)=600K×(1.0×10^5Pa/2.0×10^5Pa)=300K。答：氣體在狀態(tài)D的溫度為300K。（2）解：等容過程W=0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，得Q_放=ΔU=W+0=0?；蛘?，理想氣體內(nèi)能變化量ΔU=nC_vΔT。對(duì)于單原子理想氣體，C_v=3R/2；對(duì)于雙原子理想氣體，C_v=5R/2。題目未指明種類，通常按單原子處理。取C_v=3R/2=3×8.31J/(mol·K)/2=12.465J/(mol·K)。ΔT=T2-T1=300K-600K=-300K。ΔU=nC_vΔT=2mol×12.465J/(mol·K)×(-300K)=-7487J≈-7.5×10^3J。Q_放=ΔU=-7.5×10^3J。答：氣體在等容過程中放出的熱量為-7.5×10^3J。（負(fù)號(hào)表示放熱，若要求絕對(duì)值，則為7.5×10^3J）15.（1）解：由理想氣體狀態(tài)方程P1V1/T1=P2V2/T2。初態(tài)E：P0,V0,T0。末態(tài)E'：P0'/V0/2,T0/2。P0V0/T0=P0'/(V0/2)/(T0/2)=>P0V0/T0=P0'×2/T0×1/2=>P0V0/T0=P0'×4/T0。P0'=P0V0T0/(4T0)=P0V0/4T0。P0'/P0=(P0V0/4T0)/P0=V0/(4T0)。但我們要求的是P0'/P0，根據(jù)方程形式可知，若體積變?yōu)閂0/2，溫度變?yōu)門0/2，壓強(qiáng)會(huì)變?yōu)槌跏級(jí)簭?qiáng)的4倍。P0'/P0=4。答：氣體在末狀態(tài)