2025年大學大二（物理學）熱學綜合測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）每題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.關(guān)于理想氣體，下列說法正確的是（）A.理想氣體能嚴格遵守氣體實驗定律B.實際氣體在溫度不太高、壓強不太大的情況下，可看成理想氣體C.實際氣體在溫度不太低、壓強不太大的情況下，可看成理想氣體D.所有的實際氣體在任何情況下，都可以看成理想氣體答案：AC2.一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的條件下，使其壓強增大，則在這一過程中氣體（）A.分子的平均動能增大B.對外界做了功C.氣體的密度增大D.分子總數(shù)增多答案：C3.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）A.若氣體的壓強和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B.若氣體的溫度不斷升高，其壓強也一定不斷增大C.若氣體溫度升高1K，其等容過程所吸收的熱量一定大于等壓過程所吸收的熱量D.在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強為零答案：A4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，ab、bc、cd和da這四段過程在p-T圖上都是直線段，其中ab的延長線通過坐標原點O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，則氣體體積（）A.ab過程中不斷減小B.bc過程中保持不變C.cd過程中不斷增大D.da過程中保持不變答案：ABC5.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，在此過程中，其壓強（）A.逐漸增大B.逐漸減小C.始終不變D.先增大后減小答案：A6.一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)A開始，按圖中箭頭所示的方向進行了一系列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)A，即A→B→C→A（其中BC與縱軸平行，CA與橫軸平行），這一過程稱為一個循環(huán)，則：（）A.由A→B，氣體分子的平均動能增大B.由B→C，氣體的內(nèi)能不變C.由C→A，氣體分子的平均動能減小D.由A→B→C→A，氣體吸收的熱量Q與對外做功W的關(guān)系是Q=W答案：ABCD7.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）A.若氣體的體積不變，其內(nèi)能也一定不變B.若氣體的溫度升高，其內(nèi)能也一定增大C.若氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大D.若氣體對外做功，其內(nèi)能一定減小答案：B8.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的條件下，體積增大，則（）A.氣體分子的平均動能增大B.氣體分子的平均動能減小C.氣體分子的平均動能不變D.條件不足，無法判斷答案：A第II卷（非選擇題，共60分）9.（10分）一定質(zhì)量的理想氣體，在某一狀態(tài)變化過程中，其壓強p與熱力學溫度T的關(guān)系如圖所示。已知氣體在狀態(tài)A時的壓強為p?，體積為V?，求：（1）氣體在狀態(tài)B時的體積V?；（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體對外界做的功W。10.（12分）如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓柱形氣缸豎直放置，氣缸開口向上，質(zhì)量為m、橫截面積為S的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸底部之間用一輕彈簧相連，當氣缸內(nèi)氣體溫度為T?時，活塞處于平衡狀態(tài)，此時彈簧的伸長量為x?。已知大氣壓強為p?，重力加速度為g，求：（1）此時氣缸內(nèi)氣體的壓強p?；（2）若保持氣體體積不變，將氣缸緩慢加熱，使氣體溫度升高到T?，求此時氣缸內(nèi)氣體的壓強p?。11.（12分）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為T?，求：（1）該氣體在狀態(tài)B時的溫度T?；（2）該氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，吸收的熱量Q。12.（13分）材料：一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷了如圖所示的三個過程，其中AB為等溫過程，BC為等壓過程，CA為等容過程。已知氣體在狀態(tài)A時的壓強為p?，體積為V?，溫度為T?。（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積V?；（2）求氣體在狀態(tài)C時的溫度T?；（3）在這三個過程中，氣體是吸熱還是放熱？并說明理由。13.（13分）材料：一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)歷如圖所示的直線過程變化到狀態(tài)B，再經(jīng)歷等容過程變化到狀態(tài)C。已知氣體在狀態(tài)A時的壓強為p?，體積為V?，溫度為T?。（1）求氣體在狀態(tài)B時的溫度T?；（2）求氣體在狀態(tài)C時的壓強p?；（3）從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體內(nèi)能的變化量ΔU以及氣體吸收的熱量Q。答案：9.（1）由理想氣體狀態(tài)方程\(pV/T=C\)，可得\(p?V?/T?=p?V?/T?\)，從圖中可知\(p?=2p?\)，\(T?=2T?\)，則\(V?=V?\)。（2）氣體對外界做的功\(W=p?(V?-V?)=p?(V?-V?)=0\)。10.（1）活塞受力平衡，\(p?S=p?S+mg\)，則\(p?=p?+mg/S\)。（2）體積不變，由查理定律\(p?/T?=p?/T?\)，可得\(p?=p?T?/T?=(p?+mg/S)T?/T?\)。11.（1）由理想氣體狀態(tài)方程\(p?V?/T?=p?V?/T?\)，從圖中可知\(p?=2p?\)，\(V?=2V?\)，則\(T?=4T?\)。（2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B，\(W?=p?(V?-V?)=p?(2V?-V?)=p?V?\)，\(ΔU?=0\)，\(Q?=W?=p?V?\)；從狀態(tài)B到狀態(tài)C，\(W?=0\)，\(ΔU?=C?(T?-T?)\)，\(Q?=ΔU?\)，\(T?=3T?\)，\(ΔU?=C?(3T?-4T?)=-C?T?\)，\(Q?=-C?T?\)，所以\(Q=Q?+Q?=p?V?-C?T?\)。12.（1）AB等溫過程，\(p?V?=p?V?\)，\(p?=p?/2\)，則\(V?=2V?\)。（2）BC等壓過程，\(V?/T?=V?/T?\)，\(V?=3V?\)，則\(T?=3T?/2\)。（3）AB等溫過程，\(ΔU=0\)，\(W=p?(V?-V?)=p?V?\)，\(Q=W=p?V?\)，吸熱；BC等壓過程，\(W=p?(V?-V?)=p?/2(3V?-2V?)=p?V?/2\)，\(ΔU=C?(T?-T?)=C?(T?/2)\)，\(Q=ΔU+W=C?T?/2+p?V?/2\)，吸熱；CA等容過程，\(W=0\)，\(ΔU=C?(T?-3T?/2)=-C?T?/2\)，\(Q=ΔU=-C?T?/2\)，放熱。13.（1）AB過程，\(p?V?/T?=p?V?/T?\)，\(p?=2p?\)，\(V?=2V?\)，則\(T?=4T?\)。（2）BC等容過程，\(p?/T?=p?/T?\)，\(T