2025年大學(xué)物理（熱力學(xué)第一定律）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6小題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1.一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過(guò)程后，溫度升高了。則根據(jù)熱力學(xué)定律可以斷定：A.該理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中吸了熱B.在此過(guò)程中外界對(duì)該理想氣體系統(tǒng)做了正功C.該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了D.在此過(guò)程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對(duì)外做了正功2.一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(jìn)行自由膨脹，達(dá)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3.一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始使其體積由V1膨脹到2V1，分別經(jīng)歷以下三種過(guò)程：（1）等壓過(guò)程；（2）等溫過(guò)程；（3）絕熱過(guò)程。其中：A.氣體內(nèi)能增加的是等壓過(guò)程，氣體內(nèi)能減少的是絕熱過(guò)程B.氣體內(nèi)能增加的是絕熱過(guò)程，氣體內(nèi)能減少的是等溫過(guò)程C.氣體內(nèi)能增加的是等壓過(guò)程，氣體內(nèi)能減少的是等溫過(guò)程D.氣體內(nèi)能增加的是絕熱過(guò)程，氣體內(nèi)能減少的是等壓過(guò)程4.一卡諾熱機(jī)在兩個(gè)不同溫度之間的熱源之間運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)工作物質(zhì)為氣體時(shí)，熱機(jī)效率為40%，若改用液體工作物質(zhì)，則其效率應(yīng)當(dāng)：A.減少B.增加C.不變D.無(wú)法判斷5.對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在下列過(guò)程中，哪個(gè)過(guò)程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外做的功三者均為負(fù)值：A.等體降壓過(guò)程B.等溫膨脹過(guò)程C.絕熱膨脹過(guò)程D.等壓壓縮過(guò)程6.理想氣體經(jīng)歷如圖所示的abc平衡過(guò)程，則該系統(tǒng)對(duì)外做功A、從外界吸收的熱量Q和內(nèi)能的增量ΔE的正負(fù)情況是：A.A＞0，Q＞0，ΔE＞0B.A＜0，Q＜0，ΔE＜0C.A＞0，Q＞0，ΔE＜0D.A＜0，Q＜0，ΔE＞0第II卷（非選擇題共70分）7.（10分）一定量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)b到c（如圖）。a→b為等壓過(guò)程，b→c為等體過(guò)程。試求：（1）a→b，b→c，a→c三個(gè)過(guò)程中氣體吸收的熱量；（2）整個(gè)過(guò)程中氣體對(duì)外做的功；（3）整個(gè)過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量。8.（15分）1mol單原子理想氣體從狀態(tài)A（p1，V1）沿p-V圖所示直線變化到狀態(tài)B（p2，V2），試求：（1）氣體的內(nèi)能增量；（2）氣體對(duì)外做的功；（3）氣體吸收的熱量。9.（15分）如圖所示，一定量的理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過(guò)程是：A→B等壓過(guò)程；A→C等溫過(guò)程；A→D絕熱過(guò)程。已知狀態(tài)A的溫度為T1，求：（1）在這三個(gè)過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功WA→B、WA→C、WA→D；（2）在這三個(gè)過(guò)程中氣體內(nèi)能的增量ΔEA→B、ΔEA→C、ΔEA→D；（3）在這三個(gè)過(guò)程中氣體吸收的熱量QA→B、QA→C、QA→D。10.（15分）材料：某熱機(jī)在循環(huán)過(guò)程中，從高溫?zé)嵩碩1=400K吸收熱量Q1，向低溫?zé)嵩碩2=300K放出熱量Q2，對(duì)外做功W。已知該循環(huán)過(guò)程可視為卡諾循環(huán)。求：（1）該熱機(jī)的效率η；（2）若熱機(jī)對(duì)外做功W=1000J，求從高溫?zé)嵩次盏臒崃縌1和向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃縌2。11.（15分）材料：一定量的理想氣體，其初始狀態(tài)為A（p0，V0），先經(jīng)絕熱膨脹至狀態(tài)B（p1，V1），再經(jīng)等體過(guò)程回到狀態(tài)C（p2，V1），最后經(jīng)等溫壓縮回到初始狀態(tài)A。已知該理想氣體的比熱容比γ=Cp/CV=1.4。求：（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程中氣體對(duì)外做的功W1；（2）從狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程中氣體吸收的熱量Q2；（3）整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體對(duì)外做的凈功W凈。答案：1.C2.A3.C4.C5.D6.A7.（1）a→b：Qab=νCp(Tb-Ta)；b→c：Qbc=νCv(Tc-Tb)；a→c：Qac=Qab+Qbc。（2）W=p(Vc-Va)。（3）ΔE=νCv(Tc-Ta)。8.（1）ΔE=3/2(p2V2-p1V1)。（2）W=1/2(p1+p2)(V2-V1)。（3）Q=ΔE+W。9.（1）WA→B=p(V2-V1)；WA→C=νRT1ln(V2/V1)；WA→D=p1V1-p2V2。（2）ΔEA→B=νCv(T2-T1)；ΔEA→C=0；ΔEA→D=νCv(T1-T2)。（3）QA→B=WA→B+ΔEA→B；QA→C=WA→C；QA→D=WA→D+ΔEA→D。10.（1）η=1-T2/T1=25%。（2）Q1=W/η=4000J，Q2=Q1-W=3000J。11.（1）W1=p0V0