2025年大学物理（气体实验定律）试题及答案

2025年大学物理（气体实验定律）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）1.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，体积减小，压强增大，这是因为（）A.气体分子的平均动能增大B.气体分子的平均动能减小C.单位体积内的分子数增多，单位时间内对器壁的碰撞次数增多D.气体分子的总数增加答案：C2.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.温度升高，气体的内能一定增大B.体积增大，气体的内能一定减小C.压强增大，气体的内能一定增大D.压强减小，气体的内能一定减小答案：A3.在一个密闭容器中，有一定质量的理想气体，当温度升高时，气体的（）A.压强增大，体积减小B.压强增大，体积增大C.压强减小，体积减小D.压强减小，体积增大答案：B4.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强与体积的关系如图所示。则在此过程中，气体的温度（）A.一直升高B.一直降低C.先升高后降低D.先降低后升高答案：A5.一定质量的理想气体，在等压变化过程中，下列说法正确的是（）A.气体的体积与温度成正比B.气体的体积与温度成反比C.气体的压强与温度成正比D.气体的压强与温度成反比答案：A6.一定质量的理想气体，在等温变化过程中，下列说法正确的是（）A.气体的压强与体积成正比B.气体的压强与体积成反比C.气体的内能增大D.气体的内能减小答案：B7.一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程变化到状态B，再经等容过程变化到状态C，最后经等温过程回到状态A。则在整个过程中，气体的（）A.内能先增大后减小B.内能先减小后增大C.内能一直不变D.内能先增大后不变答案：D8.一定质量的理想气体，在压强不变时，体积增大，则（）A.气体分子的平均动能增大B.气体分子的平均动能减小C.气体分子的平均动能不变D.无法确定气体分子平均动能的变化答案：A第II卷（非选择题，共60分）9.（10分）一定质量的理想气体，在温度为27℃时，压强为1.0×10^5Pa，体积为2.0L。求：（1）当温度升高到1２7℃，压强不变时，气体的体积；（2）当温度不变，压强增大到2.0×10^5Pa时，气体的体积。10.（10分）一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强p、体积V和温度T的变化如图所示。已知状态A的压强pA=1.0×10^5Pa，体积VA=2.0L，温度TA=300K；状态B的压强pB=2.0×10^5Pa，体积VB=1.0L。求：（1）状态B的温度TB；（2）从状态A到状态B过程中气体吸收的热量Q。11.（10分）一定质量的理想气体，在等压过程中体积增大了1/2，求此过程中气体对外界做的功W。12.（15分）有一气缸，缸内封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，活塞与气缸壁之间的摩擦不计。当气缸开口向上竖直放置时，活塞静止在如图所示的位置，此时气体的体积为V1，压强为p1。现将气缸缓慢倒转180°，开口向下竖直放置，活塞再次静止时，气体的体积为V2，压强为p2。已知大气压强为p0，重力加速度为g。求：（1）p1和p2的表达式；（2）V1和V2的关系。13.（15分）一定质量的理想气体，经历了如图所示的A→B→C→A的循环过程。已知气体在状态A时的压强pA=1.0×10^5Pa，体积VA=2.0L，温度TA=300K；在状态B时的压强pB=2.0×10^5Pa，体积VB=1.0L；在状态C时的压强pC=1.0×10^5Pa，体积VC=2.0L。求：（1）气体在状态B和状态C时的温度TB和TC；（2）整个循环过程中气体对外界做的功W和吸收的热量Q。答案：9.（1）根据盖-吕萨克定律\(V1/T1=V2/T2\)，\(T1=27+273=300K\)，\(T2=127+273=400K\)，\(V1=2.0L\)，可得\(V2=V1T2/T1=2.0×400/300=8/3L\)。（2）根据玻意耳定律\(p1V1=p2V2\)，\(p1=1.0×10^5Pa\)，\(V1=2.0L\)，\(p2=2.0×10^5Pa\)，可得\(V2=p1V1/p2=1.0×10^5×2.0/(2.0×10^5)=1.0L\)。10.（1）根据理想气体状态方程\(pAVA/TA=pBVB/TB\)，代入数据可得\(TB=pBVBTA/pAVA=2.0×10^5×1.0×300/(1.0×10^5×2.0)=300K\)。（2）从A到B过程，气体对外做功\(W=pA(VB-VA)=1.0×10^5×(1.0-2.0)×10^-3=-100J\)，内能变化\(\DeltaU=0\)，根据热力学第一定律\(Q=W+\DeltaU\)，可得\(Q=100J\)。11.根据功的计算公式\(W=p\DeltaV\)，等压过程\(p\)不变，\(\DeltaV=V/2\)，\(p=p1\)，则\(W=p1V/2\)。12.（1）开口向上时，\(p1=p0+mg/S\)；开口向下时，\(p2=p0-mg/S\)。（2）根据玻意耳定律\(p1V1=p2V2\)，即\((p0+mg/S)V1=(p0-mg/S)V2\)，可得\(V2=(p0+mg/S)V1/(p0-mg/S)\)。13.（1）状态B：根据理想气体状态方程\(pAVA/TA=pBVB/TB\)，可得\(TB=pBVBTA/pAVA=2.0×10^5×1.0×300/(1.0×10^5×2.0)=300K\)；状态C：同理\(pAVA/TA=pCVC/TC\)，可得\(TC=pCVCTA/pAVA=1.0×10^5×2.0×300/(1.0×10^5×2.0)=300K\)。（2）循环过程中气体对外做功\(