2025年大學(xué)本科二年級（物理學(xué)）熱學(xué)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30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3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。1.關(guān)于理想氣體的內(nèi)能，以下說法正確的是（）A.理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)B.理想氣體的內(nèi)能與體積有關(guān)C.理想氣體的內(nèi)能與壓強有關(guān)D.理想氣體的內(nèi)能與物質(zhì)的量有關(guān)答案：A2.一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫膨脹過程中（）A.氣體對外界做功，內(nèi)能增加B.氣體對外界做功，內(nèi)能減少C.氣體對外界做功，內(nèi)能不變D.外界對氣體做功，內(nèi)能不變答案：C3.對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是（）A.溫度升高，壓強一定增大B.溫度升高，體積一定增大C.壓強增大，體積一定減小D.壓強增大，溫度可能不變答案：D4.一密閉容器中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣體溫度升高時，氣體的（）A.分子平均動能增大B.分子間平均距離增大C.分子間平均作用力增大D.體積一定增大答案：A5.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其壓強p和體積V的變化如圖所示，則在這個過程中（）A.氣體對外界做功，內(nèi)能增加B.氣體對外界做功，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)能減少答案：A6.一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓壓縮過程中（）A.氣體對外界做功，內(nèi)能增加B.氣體對外界做功，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)能減少答案：D7.一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫壓縮過程中（）A.氣體對外界做功，內(nèi)能增加B.氣體對外界做功，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)能不變答案：D8.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等溫過程到狀態(tài)C，最后經(jīng)等壓過程回到狀態(tài)A，則在整個過程中（）A.氣體內(nèi)能增加B.氣體內(nèi)能減少C.氣體內(nèi)能不變D.無法確定氣體內(nèi)能的變化答案：C9.一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，體積增大，則氣體的壓強（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定答案：B10.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高，則氣體的體積（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定答案：A第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。把答案填在題中的橫線上。11.一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，壓強增大，則氣體的體積______。（填“增大”“減小”或“不變”）答案：減小12.一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強不變的情況下，溫度升高，則氣體的體積______。（填“增大”“減小”或“不變”）答案：增大13.一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，則氣體的壓強______。（填“增大”“減小”或“不變”）答案：增大14.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，其壓強p和體積V的變化如圖所示，則在這個過程中，氣體對外界做功W=______。（已知p0=pa，V0=Va）答案：p0(Vb-Va)15.一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫膨脹過程中，氣體吸收的熱量Q與對外界做功W的關(guān)系是Q______W。（填“大于”“小于”或“等于”）答案：等于三、簡答題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每題5分。簡要回答問題。16.簡述理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容。答案：理想氣體狀態(tài)方程為pV=νRT，其中p是壓強，V是體積，ν是物質(zhì)的量，T是熱力學(xué)溫度，R是普適氣體常量。它描述了一定質(zhì)量理想氣體的壓強、體積、溫度和物質(zhì)的量之間的關(guān)系。17.說明內(nèi)能的概念，并指出理想氣體內(nèi)能的決定因素。答案：內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和。對于理想氣體，由于分子間無相互作用力，分子勢能為零，所以理想氣體的內(nèi)能只與溫度和物質(zhì)的量有關(guān)，溫度越高，物質(zhì)的量越大，內(nèi)能越大。18.簡述熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容，并寫出其表達(dá)式。答案：熱力學(xué)第一定律指出，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。表達(dá)式為ΔU=Q+W，其中ΔU表示內(nèi)能的增量，Q表示吸收的熱量，W表示外界對系統(tǒng)做的功。四、計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。19.一定質(zhì)量的理想氣體，初始狀態(tài)的壓強為2×10^5Pa，體積為1×10^-3m^3，溫度為300K。先使其等溫膨脹到體積為2×10^-3m^3，然后等壓壓縮到體積為1×10^-3m^3。求：（1）等溫膨脹過程中氣體對外界做的功；（2）等壓壓縮過程中外界對氣體做的功。答案：（1）等溫膨脹過程，根據(jù)W=νRTln(V2/V1)，由p1V1=νRT1可得ν=p1V1/RT1，代入數(shù)據(jù)計算得W1=207.9J。（2）等壓壓縮過程，先根據(jù)p1V1/T1=p2V2/T2求出T2，再根據(jù)W=p(V1-V2)計算得W2=-100J。20.一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等溫過程到狀態(tài)C，最后經(jīng)等壓過程回到狀態(tài)A。已知狀態(tài)A的壓強為pa，體積為Va，溫度為Ta；狀態(tài)B的體積為Vb=2Va；狀態(tài)C的壓強為pc=pa/2。求：（1）狀態(tài)B的壓強；（2）狀態(tài)C的體積。答案：（1）絕熱過程pAVAγ=pBVBγ，可得pB=pA(Va/Vb)^γ，代入數(shù)據(jù)得pB=2^(-γ)pa。（2）等溫過程pBVB=pCVC，可得VC=pBVB/pC，代入數(shù)據(jù)得VC=4Va。五、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：一定質(zhì)量的理想氣體，在某一過程中，其壓強p隨體積V的變化關(guān)系如圖所示。已知該過程中氣體的溫度保持不變。21.根據(jù)材料，分析該過程中氣體的內(nèi)能是否變化，并說明原因。答案：該過程中氣體內(nèi)能不變。因為理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，此過程溫度保持不變，所以內(nèi)能不變。22.分析該過程中氣體是吸熱還是放熱，并說明理由。答案：該過程中氣體吸熱。因為氣體等溫膨脹，對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W，內(nèi)能不變，W>0，所以Q>0，即氣體吸熱。23.若該氣體從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)