2025年大学大二（物理学）热学综合测试试题及答案

2025年大学大二（物理学）热学综合测试试题及答案

（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.关于理想气体，下列说法正确的是（）A.理想气体能严格遵守气体实验定律B.实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看成理想气体C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体D.所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体答案：AC2.一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（）A.分子的平均动能增大B.对外界做了功C.气体的密度增大D.分子总数增多答案：C3.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B.若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C.若气体温度升高1K，其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量D.在完全失重状态下，气体的压强为零答案：A4.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四段过程在p-T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，则气体体积（）A.ab过程中不断减小B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增大D.da过程中保持不变答案：ABC5.如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强（）A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终不变D.先增大后减小答案：A6.一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A（其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行），这一过程称为一个循环，则：（）A.由A→B，气体分子的平均动能增大B.由B→C，气体的内能不变C.由C→A，气体分子的平均动能减小D.由A→B→C→A，气体吸收的热量Q与对外做功W的关系是Q=W答案：ABCD7.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.若气体的体积不变，其内能也一定不变B.若气体的温度升高，其内能也一定增大C.若气体吸收热量，其内能一定增大D.若气体对外做功，其内能一定减小答案：B8.一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，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.条件不足，无法判断答案：A第II卷（非选择题，共60分）9.（10分）一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，其压强p与热力学温度T的关系如图所示。已知气体在状态A时的压强为p₀，体积为V₀，求：（1）气体在状态B时的体积V₁；（2）从状态A到状态B的过程中，气体对外界做的功W。10.（12分）如图所示，一个内壁光滑的圆柱形气缸竖直放置，气缸开口向上，质量为m、横截面积为S的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸底部之间用一轻弹簧相连，当气缸内气体温度为T₀时，活塞处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为x₀。已知大气压强为p₀，重力加速度为g，求：（1）此时气缸内气体的压强p₁；（2）若保持气体体积不变，将气缸缓慢加热，使气体温度升高到T₁，求此时气缸内气体的压强p₂。11.（12分）一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为T₀，求：（1）该气体在状态B时的温度T₁；（2）该气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，吸收的热量Q。12.（13分）材料：一定质量的理想气体，从状态A开始，经历了如图所示的三个过程，其中AB为等温过程，BC为等压过程，CA为等容过程。已知气体在状态A时的压强为p₀，体积为V₀，温度为T₀。（1）求气体在状态B时的体积V₁；（2）求气体在状态C时的温度T₂；（3）在这三个过程中，气体是吸热还是放热？并说明理由。13.（13分）材料：一定质量的理想气体，从状态A出发，经历如图所示的直线过程变化到状态B，再经历等容过程变化到状态C。已知气体在状态A时的压强为p₀，体积为V₀，温度为T₀。（1）求气体在状态B时的温度T₁；（2）求气体在状态C时的压强p₂；（3）从状态A到状态C的过程中，气体内能的变化量ΔU以及气体吸收的热量Q。答案：9.（1）由理想气体状态方程\(pV/T=C\)，可得\(p₀V₀/T₀=p₁V₁/T₁\)，从图中可知\(p₁=2p₀\)，\(T₁=2T₀\)，则\(V₁=V₀\)。（2）气体对外界做的功\(W=p₀(V₁-V₀)=p₀(V₀-V₀)=0\)。10.（1）活塞受力平衡，\(p₁S=p₀S+mg\)，则\(p₁=p₀+mg/S\)。（2）体积不变，由查理定律\(p₁/T₀=p₂/T₁\)，可得\(p₂=p₁T₁/T₀=(p₀+mg/S)T₁/T₀\)。11.（1）由理想气体状态方程\(p₀V₀/T₀=p₁V₁/T₁\)，从图中可知\(p₁=2p₀\)，\(V₁=2V₀\)，则\(T₁=4T₀\)。（2）从状态A到状态B，\(W₁=p₀(V₁-V₀)=p₀(2V₀-V₀)=p₀V₀\)，\(ΔU₁=0\)，\(Q₁=W₁=p₀V₀\)；从状态B到状态C，\(W₂=0\)，\(ΔU₂=C₅(T₂-T₁)\)，\(Q₂=ΔU₂\)，\(T₂=3T₀\)，\(ΔU₂=C₅(3T₀-4T₀)=-C₅T₀\)，\(Q₂=-C₅T₀\)，所以\(Q=Q₁+Q₂=p₀V₀-C₅T₀\)。12.（1）AB等温过程，\(p₀V₀=p₁V₁\)，\(p₁=p₀/2\)，则\(V₁=2V₀\)。（2）BC等压过程，\(V₁/T₀=V₂/T₂\)，\(V₂=3V₀\)，则\(T₂=3T₀/2\)。（3）AB等温过程，\(ΔU=0\)，\(W=p₀(V₁-V₀)=p₀V₀\)，\(Q=W=p₀V₀\)，吸热；BC等压过程，\(W=p₁(V₂-V₁)=p₀/2(3V₀-2V₀)=p₀V₀/2\)，\(ΔU=C₅(T₂-T₀)=C₅(T₀/2)\)，\(Q=ΔU+W=C₅T₀/2+p₀V₀/2\)，吸热；CA等容过程，\(W=0\)，\(ΔU=C₅(T₀-3T₀/2)=-C₅T₀/2\)，\(Q=ΔU=-C₅T₀/2\)，放热。13.（1）AB过程，\(p₀V₀/T₀=p₁V₁/T₁\)，\(p₁=2p₀\)，\(V₁=2V₀\)，则\(T₁=4T₀\)。（2）BC等容过程，\(p₁/T₁=p₂/T₂\)，\(T