2025年高考物理冲刺押题试卷 热力学基础训练

2025年高考物理冲刺押题试卷热力学基础训练考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列关于热力学第一定律的说法中，正确的是（）A.物体温度越高，含有的热量越多B.气体膨胀，一定对外做功C.系统吸收热量，其内能一定增加D.做功和热传递都可以改变系统的内能，但两者的本质相同2.关于热力学第二定律，下列说法中正确的是（）A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体B.开尔文表述和克劳修斯表述是等价的C.热机的效率可以达到100%D.热传递过程具有方向性，但可以反向进行3.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其体积增大，温度升高。在此过程中，以下判断正确的是（）A.气体一定对外做功B.气体内能一定增加C.气体一定从外界吸热D.气体分子平均速率一定增大4.如图所示（此处无图），一定质量的理想气体从状态M变化到状态N。关于此过程，下列说法正确的是（）A.气体对外界做正功B.外界对气体做正功C.气体内能增加D.气体内能减少5.下列说法中正确的是（）A.气体的温度升高，气体分子热运动的平均动能一定增大B.理想气体的内能只与气体的体积有关C.气体分子的运动速率总是遵循正态分布D.做等体过程时，气体不对外界做功，其内能不变二、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）6.一定质量的理想气体，从状态A等温膨胀到状态B，气体对外界做了100J的功。在此过程中，气体的内能________（填“增加”、“减少”或“不变”），气体从外界吸热________100J。（填“大于”、“小于”或“等于”）7.一卡诺热机，工作在高温热源T₁=600K和低温热源T₂=300K之间，其效率为________。若要使其效率提高到50%，可以采取的措施是________（写出一种即可）。8.一定质量的理想气体，经历一个等压压缩过程，体积减小为原来的一半。若气体的温度从300K降低到200K，则气体的压强与初始压强之比为________；气体在这个过程中对外界做功，其内能________（填“增加”、“减少”或“不变”）。9.根据分子动理论，气体分子的平均速率与气体温度T的关系是________（写出关系式）。一定质量的气体，其分子数密度增大而分子平均速率不变，则气体的温度________（填“升高”、“降低”或“不变”）。三、计算题（本题共3小题，共50分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）10.（15分）一定质量的理想气体，从状态A经历一个等温过程到达状态B，体积从V₁=2m³变化到V₂=4m³。已知气体在状态A时的压强P₁=1×10⁵Pa。求：（1）气体在状态B时的压强P₂；（2）气体在等温过程中对外界做的功W。11.（15分）一定质量的理想气体，从状态M（P₁=2×10⁵Pa，V₁=1m³，T₁=300K）经历一个等压膨胀过程到达状态N（V₂=2m³）。求：（1）气体在状态N时的温度T₂；（2）气体在等压膨胀过程中吸收的热量Q。（已知气体常数R=8.31J/(mol·K)，且可认为气体分子总数不变）12.（20分）一定质量的理想气体，从状态A经历一个等体过程温度升高到状态B，再经历一个等温过程体积膨胀到状态C。如图所示（此处无图），AB和BC分别为直线段。已知气体在状态A时的压强P₁=1×10⁵Pa，体积V₁=2m³，温度T₁=300K；气体在状态C时的体积V₂=4m³。求：（1）气体在状态B时的压强P₂和温度T₂；（2）气体从状态A到状态B的过程吸收的热量Q₁；（3）气体从状态B到状态C的过程对外界做的功W₂。试卷答案一、选择题1.B2.B3.A4.A5.A二、填空题6.不变；等于7.50%；提高高温热源温度（或降低低温热源温度）8.1:1；减少9.v̄=√(3kT/μ)；升高三、计算题10.解：（1）由玻意耳定律P₁V₁=P₂V₂，得P₂=P₁V₁/V₂=(1×10⁵Pa)×(2m³)/(4m³)=5×10⁴Pa（2）等温过程气体内能不变，由热力学第一定律ΔU=Q+W，得W=Q。等温过程气体对外做功W=nRT₁ln(V₂/V₁)。由理想气体状态方程P₁V₁=nRT₁，得n=P₁V₁/RT₁。所以W=(P₁V₁/RT₁)RT₁ln(V₂/V₁)=P₁V₁ln(V₂/V₁)W=(1×10⁵Pa)×(2m³)ln(4/2)=2×10⁵Jln(2)J≈1.386×10⁵J11.解：（1）由盖吕萨克定律V₁/T₁=V₂/T₂，得T₂=T₁V₂/V₁=300K×(2m³)/(1m³)=600K（2）气体在等压膨胀过程中，由理想气体状态方程P₁(V₁+ΔV)/T₁=P₁V₂/T₂，得ΔV=V₂T₁-V₁T₂=(2m³)(300K)-(1m³)(600K)=0m³此处推导有误，正确推导应为：由理想气体状态方程P₁V₁/T₁=P₂V₂/T₂，且P₁=P₂，得V₁/T₁=V₂/T₂。题目已给出V₂，T₂，可求T₁。但更直接的方法是利用等压过程比热容公式Q=nCₚΔT。由P₁V₁=nRT₁，得n=P₁V₁/RT₁=(2×10⁵Pa×1m³)/(8.31J/(mol·K)×300K)≈81.1mol。对于理想气体等压过程，Cₚ=(5/2)R。Q=nCₚ(T₂-T₁)=81.1mol×(5/2)×8.31J/(mol·K)×(600K-300K)Q=81.1×20.775×300J≈5.079×10⁵J12.解：（1）由题意，AB为等体过程，V₁=V₂=2m³。由盖吕萨克定律P₁/T₁=P₂/T₂，得T₂=T₁P₂/P₁=300K×P₂/(1×10⁵Pa)由题意，BC为等温过程，T₂=T₃。由玻意耳定律P₂V₁=P₃V₃，得P₃=P₂V₁/V₃=P₂(2m³)/(4m³)=P₂/2所以T₂=T₃=(300K×P₂)/(1×10⁵Pa)=(300/10⁵)P₂K=0.003P₂K又由P₃=P₂/2，代入上式，得T₂=0.003×(2P₂/2)K=0.003P₂K=0.003×(1×10⁵Pa)K=300K所以T₂=600K。将T₂=600K代入T₂=0.003P₂K，得600K=0.003P₂K，P₂=600K/0.003K=2×10⁵PaP₂=2×10⁵Pa，T₂=600K（2）等体过程气体内能变化ΔU=nCᵥΔT。由理想气体状态方程P₁V₁=nRT₁，得n=P₁V₁/RT₁=(1×10⁵Pa×2m³)/(8.31J/(mol·K)×300K)≈81.1mol。对于理想气体等体过程，Cᵥ=(3/2)R。ΔT=T₂-T₁=600K-300K=300KQ₁=nCᵥΔT=81.1mol×(3/2)×8.31J/(mol·K)×300KQ₁=81.1×12.465×300J≈3.047×10⁵J（3）等温过程气