2025年大学物理（热力学第一定律）试题及答案

2025年大学物理（热力学第一定律）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了。则根据热力学定律可以断定（）A.该理想气体系统在此过程中吸了热B.在此过程中外界对该理想气体系统做了正功C.该理想气体系统的内能增加了D.在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外界做了正功2.一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后（）A.温度不变，熵增加B.温度升高，熵增加C.温度降低，熵增加D.温度不变，熵不变3.一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2，则（）A.V1>V2B.V1<V2C.V1=V2D.无法确定4.理想气体在等温膨胀过程中（）A.内能增加，对外界做功，吸收热量B.内能不变，对外界做功，吸收热量C.内能减少，对外界做功，吸收热量D.内能不变，对外界做功，放出热量5.如图所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：A→B等压过程，A→C等温过程；A→D绝热过程，其中吸热量最多的过程是（）A.A→BB.A→CC.A→DD.既是A→B，也是A→C，两者一样多第II卷（非选择题，共60分）6.（10分）一定量的理想气体，由状态A经B到C，A、B、C三点的状态参量如图所示。已知气体在A状态的内能EA=500J。求：（1）气体从A经B到C的过程中吸收的热量Q；（2）气体在C状态的内能EC。7.（15分）如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，气体压强p与体积V的关系为p=kV+b（k、b为常量）。已知气体在状态a时的压强为pa、体积为Va，在状态b时的压强为pb、体积为Vb，请计算：（1）气体从状态a变化到状态b过程中对外界做的功W；（2）若已知气体在状态a时的温度为Ta，求气体在状态b时的温度Tb。8.（15分）一气缸内贮有的理想气体，当它经历如图所示的循环过程时，其中ab和cd是等压过程，bc和da是绝热过程。已知Ta=300K，Tb=400K，Tc=600K，Td=500K，气体在状态a时的体积Va=1m³。试求：（1）气体在状态b、c、d时的体积Vb、Vc、Vd；（2）此循环过程中气体对外做的净功W。9.（10分）一定量的理想气体，在p-V图上经历一个如图所示的循环过程（abcda），其中ab、cd为等压过程，bc、da为绝热过程。已知a点的状态参量为（pa，Va，Ta），b点的状态参量为（pb，Vb，Tb），c点的状态参量为（pc，Vc，Tc），d点的状态参量为（pd，Vd，Td）。证明：此循环的效率为η=1-Td/Ta。10.（10分）一热机在两热源之间工作，高温热源温度T1=400K，低温热源温度T2=300K。求：（1）若热机从高温热源吸收热量Q1=1000J，向低温热源放出热量Q2=900J，该热机的效率η是多少？（2）若热机以最大效率工作，且从高温热源吸收热量Q1=1000J，则热机对外做的功W是多少？答案：1.C2.A3.A4.B5.A6.（1）气体从A经B到C的过程中，W=-pA(VB-VA)-pC(VC-VB)，根据理想气体状态方程求出各状态参量关系，再由热力学第一定律ΔU=Q+W，已知EA=500J，求出Q。（2）由理想气体内能公式U=iRT/2，根据状态参量关系求出EC。7.（1）根据功的计算公式W=∫pdV，将p=kV+b代入积分求出W。（2）由理想气体状态方程pV=nRT，分别代入a、b状态参量，结合已知Ta求出Tb。8.（1）对于绝热过程bc，有pVγ=常量，对于绝热过程da，有pVγ=常量，结合等压过程ab和cd的关系，求出Vb、Vc、Vd；（2）根据循环过程中气体对外做的净功等于各个过程功的代数和，分别求出各过程的功，进而求出W。9.先分别求出ab过程、bc过程、cd过程、da过程的功和热量，再根据循环效率的定义η=W/Q1，其中W为循环过程中气体对外做的净功，Q1为从高温热源吸收的热量，通过计算得出η=1-