2025年大學物理學（熱學原理）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）1.關于理想氣體的內能，下列說法正確的是（）A.理想氣體的內能只與溫度有關B.理想氣體的內能只與體積有關C.理想氣體的內能與溫度和體積都有關D.理想氣體的內能與溫度、體積和壓強都有關2.一定量的理想氣體，經歷某過程后，溫度升高了。則根據熱力學定律可以斷定（）A.該理想氣體系統(tǒng)在此過程中吸了熱B.在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)做了正功C.該理想氣體系統(tǒng)的內能增加了D.在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對外做了正功3.一卡諾熱機在兩個不同溫度之間的熱源之間運轉，當工作物質為氣體時，熱機效率為40%，若改用液體工作物質，則其效率應當（）A.減少B.增加C.不變D.無法判斷4.對于理想氣體系統(tǒng)來說，在下列過程中，哪個過程系統(tǒng)所吸收的熱量、內能的增量和對外做的功三者均為負值（）A.等體降壓過程B.等溫膨脹過程C.絕熱膨脹過程D.等壓壓縮過程5.已知氫氣與氧氣的溫度相同，則下列說法中正確的是（）A.氧分子的質量比氫分子大，所以氧氣的壓強一定大于氫氣的壓強B.氧分子的質量比氫分子大，所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度C.氧分子的質量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大D.氧分子的質量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大6.一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是理想氣體。若把隔板抽出，氣體將進行自由膨脹，達到平衡后（）A.溫度不變，熵增加B.溫度升高，熵增加C.溫度降低，熵增加D.溫度不變，熵不變7.一定量的理想氣體，從同一初態(tài)分別經歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力的終態(tài)，終態(tài)體積分別為V1、V2，則（）A.V1>V2B.V1<V2C.V1=V2D.無法確定8.一卡諾制冷機，從溫度為-10℃的冷藏室吸取熱量，向溫度為20℃的物體放出熱量。若該制冷機所耗功率為1500W，則每分鐘從冷藏室吸取的熱量為（）A.3.73×10^4JB.3.73×10^5JC.3.73×10^6JD.3.73×10^7J9.若室內生起爐子后溫度從15℃升高到27℃，而室內氣壓不變，則此時室內的分子數減少了（）A.0.5%B.4%C.9%D.21%10.理想氣體狀態(tài)方程pV=νRT表明了氣體的p、V、T、ν四個狀態(tài)參量之間的關系，與氣體種類無關。該方程實際上包括了三個實驗定律，這三個實驗定律是（）A.玻意耳定律、焦耳定律和查理定律B.玻意耳定律、蓋-呂薩克定律和查理定律C.焦耳定律、蓋-呂薩克定律和查理定律D.玻意耳定律、蓋-呂薩克定律和焦耳定律二、多項選擇題（總共5題，每題4分，每題至少有兩個正確答案，請將正確答案填在括號內）1.下列說法中正確的是（）A.功可以全部轉化為熱，但熱量不能全部轉化為功B.熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體C.不可逆過程就是不能向相反方向進行的過程D.一切自發(fā)過程都是不可逆的2.對于理想氣體的內能，下列說法正確的是（）A.理想氣體的內能是氣體分子動能的總和B.理想氣體的內能是氣體分子勢能的總和C.理想氣體的內能是氣體分子動能和分子勢能的總和D.理想氣體的內能只與溫度有關3.一定量的理想氣體，經歷某過程后，溫度升高了。則根據熱力學定律可以斷定（）A.該理想氣體系統(tǒng)在此過程中吸了熱B.在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)做了正功C.該理想氣體系統(tǒng)的內能增加了D.在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對外做了正功4.關于卡諾循環(huán)，下列說法正確的是（）A.卡諾循環(huán)是由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的B.卡諾循環(huán)的效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關C.卡諾循環(huán)是一種理想的循環(huán)過程D.卡諾循環(huán)的效率可以達到100%5.對于理想氣體的壓強，下列說法正確的是（）A.理想氣體的壓強是大量氣體分子頻繁碰撞器壁的結果B.理想氣體的壓強與氣體分子的平均動能和分子數密度有關C.理想氣體的壓強與氣體的體積和溫度有關D.理想氣體的壓強與氣體分子的質量和速率有關三、判斷題（總共10題，每題2分，請在括號內打“√”或“×”）1.理想氣體的內能只與溫度有關，與體積無關。（）2.熱量可以從低溫物體自發(fā)地傳遞到高溫物體。（）3.可逆過程一定是準靜態(tài)過程，準靜態(tài)過程一定是可逆過程。（）4.卡諾循環(huán)是由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的。（）5.理想氣體的壓強是大量氣體分子頻繁碰撞器壁的結果。（）6.一定量的理想氣體，經歷等溫膨脹過程，氣體對外做功，內能不變，吸收熱量。（）7.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換，所以系統(tǒng)的內能不變。（）8.熵增加原理表明，一切自然過程總是向著熵增加的方向進行。（）9.理想氣體的內能是氣體分子動能和分子勢能的總和。（）10.卡諾熱機的效率只與高溫熱源和低溫熱源的溫度有關，與工作物質無關。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請簡要回答下列問題）1.簡述理想氣體的狀態(tài)方程，并說明其物理意義。2.什么是卡諾循環(huán)？卡諾循環(huán)的效率與哪些因素有關？3.簡述熱力學第二定律的兩種表述，并說明它們的等效性。五、計算題（總共2題，每題15分，請寫出詳細的解題過程）1.一定量的理想氣體，初始狀態(tài)為p1=2.0×10^5Pa，V1=1.0×10^-3m^3，T1=300K。經過一個等溫過程，體積膨脹到V2=2.0×10^-3m^3。然后再經過一個等壓過程，體積回到V1。求：（1）等溫過程中氣體對外做的功；（2）等壓過程中氣體吸收的熱量。2.一卡諾熱機，高溫熱源溫度為T1=400K，低溫熱源溫度為T=300K。若熱機從高溫熱源吸收熱量Q1=1000J，求：（1）熱機的效率；（2）熱機對外做的功；（3）熱機向低溫熱源放出的熱量。答案：一、選擇題1.A2.C3.C4.D5.D6.A7.A8.B9.B10.B二、多項選擇題1.BD2.D3.C4.ABC5.AB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。物理意義：它描述了理想氣體的壓強p、體積V、物質的量ν和溫度T之間的定量關系，揭示了理想氣體在平衡態(tài)下各狀態(tài)參量之間的內在聯系。2.卡諾循環(huán)是由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的循環(huán)。其效率只與高溫熱源溫度T1和低溫熱源溫度T2有關，表達式為η=1-T2/T1。3.熱力學第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a生其他影響。兩種表述是等效的，可通過反證法證明，若一種表述不成立，另一種表述也不成立。五、計算題1.（1）等溫過程：W=νRT1ln(V2/V1)，由p1V1=νRT1可得ν=p1V1/RT1，代入數據計算得W=207.9J。（2）等壓過程：先求T2=T1V2/V1=600