2025年大學(xué)熱學(xué)（熱學(xué)研究）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.關(guān)于理想氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)B.理想氣體的內(nèi)能只與體積有關(guān)C.理想氣體的內(nèi)能與溫度和體積都有關(guān)D.理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積和壓強都有關(guān)2.一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫膨脹過程中（）A.氣體對外做功，內(nèi)能減少B.氣體對外做功，內(nèi)能增加C.氣體對外做功，內(nèi)能不變D.外界對氣體做功，內(nèi)能不變3.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）A.當(dāng)氣體溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大B.當(dāng)氣體體積增大時，氣體的內(nèi)能一定減小C.當(dāng)氣體壓強增大時，氣體的內(nèi)能一定增大D.當(dāng)氣體溫度、體積和壓強都變化時，氣體的內(nèi)能一定變化4.一卡諾熱機在兩個不同溫度之間的熱源之間工作，當(dāng)工作物質(zhì)為理想氣體時，熱機效率為η，若改用其他工作物質(zhì)，效率將（）A.減少B.增加C.不變D.無法確定5.關(guān)于熱傳遞，下列說法正確的是（）A.熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體B.熱量總是從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體C.熱量總是從質(zhì)量大的物體傳遞到質(zhì)量小的物體D.熱量總是從分子數(shù)多的物體傳遞到分子數(shù)少的物體6.一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，其中ab、bc、ca分別為等溫、等容、等壓過程，則在整個循環(huán)過程中（）A.氣體對外界做功B.氣體內(nèi)能增加C.氣體從外界吸收熱量D.氣體向外界放出熱量7.已知某理想氣體的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)為（）A.NA/MB.MNA/ρC.ρNA/MD.M/ρNA8.關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是（）A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B.布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映C.布朗運動的激烈程度與溫度無關(guān)D.在室內(nèi)看到的塵埃不停地運動就是布朗運動9.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其變化過程的p-V圖像如圖所示，則該過程中（）A.氣體對外做功，內(nèi)能增加B.氣體對外做功，內(nèi)能減少C.外界對氣體做功，內(nèi)能增加D.外界對氣體做功，內(nèi)能減少10.關(guān)于熱力學(xué)第二定律，下列說法正確的是（）A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化C.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進(jìn)行D.以上說法都正確二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有多個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)，少選得3分，選錯不得分）1.下列關(guān)于內(nèi)能的說法正確的是（）A.物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和B.物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量等因素有關(guān)C.當(dāng)物體的溫度升高時，物體的內(nèi)能一定增加D.當(dāng)物體的體積增大時，物體的內(nèi)能一定增加2.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的情況下，體積增大，則（）A.氣體對外做功B.氣體內(nèi)能增加C.氣體吸收熱量D.氣體分子平均動能減小3.關(guān)于熱機，下列說法正確的是（）A.熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置B.熱機的效率可以達(dá)到100%C.熱機的效率越高，在做功同樣多的情況下，消耗的燃料越少D.一般情況下，柴油機的效率比汽油機的效率高4.關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)，下列說法正確的是（）A.熱力學(xué)溫標(biāo)是一種絕對溫標(biāo)B.熱力學(xué)溫標(biāo)的零點是-273.15℃C.熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系是T=t+273.15KD.熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的溫度變化量是相同的5.下列現(xiàn)象中，屬于分子熱運動的是（）A.布朗運動B.擴散現(xiàn)象C.油膜法估測分子大小D.氣體壓強的產(chǎn)生三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.理想氣體的分子間沒有相互作用力。（）2.一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高時，壓強一定增大。（）3.熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。（）4.卡諾熱機的效率只與兩個熱源的溫度有關(guān)。（）5.內(nèi)能不同的物體，它們的分子平均動能可能相同。（）6.氣體的壓強是由氣體分子間的斥力產(chǎn)生的。（）7.布朗運動是液體分子的運動，而不是懸浮微粒的運動。（）8.熱力學(xué)第二定律表明，自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性。（）9.當(dāng)分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小，且斥力減小得更快。（）10.一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫壓縮過程中，氣體的內(nèi)能不變，外界對氣體做功，氣體向外界放出熱量。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請簡要回答下列問題）1.簡述理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容，并說明其適用條件。2.什么是熱力學(xué)第一定律？它的數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么？并說明其物理意義。3.請解釋一下熵增加原理，并說明它與熱力學(xué)第二定律的關(guān)系。五、計算題（總共2題，每題15分，請寫出必要的文字說明、公式和計算步驟）1.一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強為p1=1atm，體積為V1=2L，溫度為T1=27℃。經(jīng)過一個等溫膨脹過程，體積變?yōu)閂2=\MERGEFORMATINET4L，然后再經(jīng)過一個等壓壓縮過程，體積回到V1。求：（1）等溫膨脹過程中氣體對外做的功；（2）等壓壓縮過程中氣體放出的熱量。2.一卡諾熱機工作在溫度為T1=500K和T2=300K的兩個熱源之間，求：（1）熱機的效率；（2）若熱機從高溫?zé)嵩次諢崃縌1=\MERGEFORMATINET1000J，求熱機對外做的功W和向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2。答案：一、選擇題1.A2.C3.A4.C5.B6.C7.C8.B9.A10.D二、多項選擇題1.ABC2.ABC3.ACD4.ACD5.ABD三、判斷題1.√2.×3.√4.√5.√6.×7.×8.√9.√10.√四、簡答題1.理想氣體狀態(tài)方程為pV=νRT，其中p為壓強，V為體積，ν為物質(zhì)的量，R為普適氣體常量，T為熱力學(xué)溫度。適用條件：理想氣體，且處于平衡態(tài)。2.熱力學(xué)第一定律：一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和。數(shù)學(xué)表達(dá)式：ΔU=Q+W。物理意義：能量守恒。3.熵增加原理：孤立系統(tǒng)的熵永不減少。它是熱力學(xué)第二定律的一種表述形式，表明自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程具有方向性，總是朝著熵增加的方向進(jìn)行。五、計算題1.（1）等溫膨脹：W=p1V1ln(V2/V1)=1×\MERGEFORMATINET1.013×10^5×2×10^-3×ln(4/2)J=1.4×10^2J。（2）等溫膨脹后壓強p2=p1V1/V2=0.5atm。等壓壓縮：Q=νCpdT，T1=300K，T2=150K，Cv=\MERGEFORMATINET3R/2，Cp=\MERGEFORMATINET5R/2，先求ν=p1V1/(RT1)=0.081mol，Q=0.081×\MERGEF