2025年專升本大學(xué)物理熱學(xué)專項訓(xùn)練卷（附答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確選項的字母填寫在答題卡相應(yīng)位置。）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.物體對外做功，其內(nèi)能一定減少C.系統(tǒng)內(nèi)能的增加等于它吸收的熱量加上對外做的功D.熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)2.一定量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，體積增大，但溫度不變。在此過程中，氣體（）A.吸收熱量，對外做功，內(nèi)能增加B.吸收熱量，對外做功，內(nèi)能不變C.放出熱量，對外做功，內(nèi)能增加D.放出熱量，對外做功，內(nèi)能不變3.下列說法中正確的是（）A.溫度高的物體比溫度低的物體分子平均速率大B.氣體分子的速率分布規(guī)律表明，任一時刻都有半數(shù)分子速率大于最概然速率C.氣體的壓強是由氣體分子對器壁的持續(xù)不斷的碰撞產(chǎn)生的D.麥克斯韋速率分布律描述了氣體中任一瞬時各個分子的速率分布情況4.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)`i(P?,V?,T?)`經(jīng)等溫過程變到狀態(tài)`f(P?,V?,T?)`，如果`T?>T?`，那么（）A.氣體一定對外做功，內(nèi)能增加B.氣體一定對外做功，內(nèi)能減少C.氣體一定吸收熱量，內(nèi)能增加D.氣體一定放出熱量，內(nèi)能減少5.一定量的理想氣體，分別經(jīng)歷等溫、等壓、等體三個過程，從初態(tài)變化到末態(tài)，氣體的內(nèi)能變化量ΔU可能為（）A.等溫過程為正，等壓過程為負，等體過程為零B.等溫過程為零，等壓過程為正，等體過程為負C.三個過程ΔU都為零D.三個過程ΔU都為正6.關(guān)于熱力學(xué)第二定律，下列說法正確的是（）A.熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但會引起其他變化B.不可能從單一熱源吸收熱量并全部轉(zhuǎn)化為功，而不引起其他變化C.熱機的效率不可能達到100%D.任何物體都具有內(nèi)能，但不可能具有熵7.下列過程是可逆過程的是（）A.熱量從高溫物體傳到低溫物體B.氣體自由膨脹過程C.恒溫下氣體等溫膨脹過程D.水從高處流向低處8.一定量的理想氣體，體積不變，溫度從T?升高到2T?，其壓強增加了多少？（）A.增加到原來的2倍B.增加到原來的1.5倍C.增加到原來的2/T?倍D.增加到原來的T?/2倍9.關(guān)于溫度的微觀解釋，下列說法正確的是（）A.物體的溫度越高，其分子數(shù)越多B.物體的溫度越高，其分子的平均速率越大C.溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上與分子平均動能有關(guān)D.溫度是物體分子平均速率的統(tǒng)計平均值10.一定量的某種氣體，其分子質(zhì)量為m，如果氣體在標準狀態(tài)（T?=273K,p?=1atm）下的密度為ρ?，那么在溫度為T，壓強為p的狀態(tài)下，其密度ρ為（）A.ρ=ρ?B.ρ=ρ?*(T/p)/(T?/p?)C.ρ=ρ?*(p/T)/(p?/T?)D.ρ=ρ?*(T?/p?)/(T/p)二、填空題（每小題4分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）11.分子永不停息地做無規(guī)則運動，分子間同時存在______和______。12.在國際單位制中，熱力學(xué)溫度的單位是______，符號是______。13.一定量的理想氣體，從狀態(tài)A(`P?,V?,T?`)經(jīng)等壓膨脹到狀態(tài)B(`P?,2V?,T?`)，則氣體在膨脹過程中對外做的功W=______(用P?,V?,T?,T?表示)。14.根據(jù)熱力學(xué)第二定律的開爾文表述，不可能從單一熱源吸熱并使之完全變?yōu)橛杏玫墓?，而不引起______。15.已知理想氣體的內(nèi)能僅是溫度的函數(shù)，則理想氣體在等溫過程中，其內(nèi)能______(填“增加”、“減少”或“不變”)。三、計算題（共50分。請寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。計算結(jié)果需注明單位。）16.（10分）一定量的理想氣體，從狀態(tài)A(`2atm`,`2L`,`300K`)經(jīng)歷一個等溫過程膨脹到狀態(tài)B(`1atm`,`4L`)。求：(1)氣體在等溫過程中對外做的功；(2)氣體在等溫過程中吸收的熱量。17.（15分）一定量的理想氣體，從狀態(tài)`i(P?,V?,T?)`經(jīng)歷等壓壓縮過程，體積變?yōu)樵瓉淼囊话?，溫度降低?00K，達到狀態(tài)`f`。已知氣體在狀態(tài)`i`的壓強`P?=2atm`，溫度`T?=300K`。(1)求氣體在狀態(tài)`f`的溫度`T?`；(2)求氣體在等壓壓縮過程中內(nèi)能的變化量(設(shè)氣體分子質(zhì)量為m，摩爾定容比熱容為`c_v`)；(3)若氣體被壓縮的過程中外界對氣體做功1.2×103J，求氣體在此過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？18.（25分）一定量的理想氣體，從狀態(tài)A(`3atm`,`1L`,`300K`)出發(fā)，經(jīng)歷以下過程：(1)先經(jīng)過一個等體過程，溫度升高到600K，到達狀態(tài)B；(2)然后經(jīng)過一個等溫過程，壓強降為1atm，到達狀態(tài)C。求：(1)狀態(tài)B的壓強`P_B`；(2)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，內(nèi)能的變化量(設(shè)氣體分子質(zhì)量為m，摩爾定容比熱容為`c_v`)；(3)氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中對外做的功；(4)氣體在整個AB→C的過程中吸收的熱量。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.C5.A6.B7.C8.A9.C10.C二、填空題11.引力，斥力12.開爾文，K13.P?(V?-V?)=P?V?14.其他變化15.不變?nèi)⒂嬎泐}16.解：(1)等溫過程對外做功W=nRT?ln(V?/V?)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p?V?=nRT?，得n=p?V?/RT?代入得W=p?V?ln(V?/V?)代入數(shù)據(jù)：W=2atm×2L×ln(4L/2L)=2atm×2L×ln(2)1atm=1.013×10?Pa，1L=10?3m3W=2×1.013×10?Pa×2×10?3m3×ln(2)W≈2×1.013×10?×2×10?3×0.693W≈285.7J或W≈2.87×102J(2)等溫過程內(nèi)能不變，ΔU=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W，得Q=-W所以氣體在等溫過程中放出熱量Q≈-2.87×102J答案：(1)W≈2.87×102J(2)Q≈-2.87×102J17.解：(1)等壓過程，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程V?/T?=V?/T?T?=T?(V?/V?)=300K×(V?/2V?)=300K/2=150K(2)等壓過程內(nèi)能變化ΔU=nc_vΔT根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p?V?=nRT?，得n=p?V?/RT?代入得ΔU=(p?V?/RT?)c_vΔTΔU=(2atm×1L/(R×300K))c_v×(-100K)1atm=1.013×10?Pa，1L=10?3m3ΔU=(2×1.013×10?Pa×10?3m3/(R×300K))c_v×(-100K)R=8.31J/(mol·K)ΔU=(2×1.013×102Pa·m3/(300K×8.31J/(mol·K)))c_v×(-100K)ΔU≈(8.46/300)c_v×(-100)ΔU≈-2.82c_v內(nèi)能減少，減少量為約2.82c_v(J)(3)等壓過程對外做功W=pΔV=p(V?-V?)W=2atm×(0.5L-1L)=-1atm·L1atm·L=1.013×102JW=-1×1.013×102J=-101.3J根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+WQ=ΔU-WQ≈-2.82c_v-(-101.3J)Q≈-2.82c_v+101.3J外界對氣體做功為1.2×103J，即W_ext=1.2×103J=-1.2×103J氣體對外做功W=-W_ext=1.2×103J代入熱力學(xué)第一定律Q=ΔU+WQ≈-2.82c_v+101.3J+1.2×103JQ≈-2.82c_v+1301.3J因為Q>0，所以氣體在此過程中吸熱，吸收的熱量約為1301.3J-2.82c_v(J)。答案：(1)T?=150K(2)ΔU≈-2.82c_v(J)(3)氣體吸熱，Q≈1301.3J-2.82c_v(J)18.解：(1)等體過程，V不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p?/T?=p?/T?p?=p?(T?/T?)=3atm×(600K/300K)=3atm×2=6atm(2)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程是等體過程，內(nèi)能變化ΔU_AB=nc_v(T?-T?)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p?V?=nRT?，得n=p?V?/RT?代入得ΔU_AB=(p?V?/RT?)c_v(T?-T?)代入數(shù)據(jù)：ΔU_AB=(3atm×1L/(R×300K))c_v(600K-300K)ΔU_AB=(3×1.013×10?Pa×10?3m3/(R×300K))c_v×300KΔU_AB=(3×1.013×102Pa·m3/300K)c_vΔU_AB=(3.039×102/300)c_vΔU_AB≈1.01c_v內(nèi)能增加，增加量為約1.01c_v(J)(3)氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程是等溫過程，內(nèi)能不變，ΔU_BC=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU_BC=Q_BC+W_BCQ_BC=-W_BC氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中對外做的功W_BC=nRT?ln(V_C/V_B)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p?V?=nRT?，得n=p?V?/RT?代入得W_BC=(p?V?/RT?)RT?ln(V_C/V_B)=p?V?ln(V_C/V_B)狀態(tài)C為等溫過程的末態(tài)，p_C=1atm，V_C=?，V_B=1L根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p_BV_B=p_CV_C，得V_C=p_BV_B/p_C=6atm×1L/1atm=6L代入得W_BC=6atm×6L=36atm·L1atm·L=1.013×102JW_BC=36×1.013×102J=3646.8JW_BC≈3.65×103J(4)氣體在整個AB→C的過程中內(nèi)能變化ΔU_total=ΔU_AB+ΔU_BC=1.01c_v+0=1.01c_v(J)氣體在整個AB→C的過程中對外做的總功W_total=W_AB+W_BC=0+W_BC=3.65×103J根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU_total=Q_total+W_totalQ_total=ΔU_total-W_totalQ_tot