2025年大学本科二年级（物理学）热学试题及答案

2025年大学本科二年级（物理学）热学试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3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.关于理想气体的内能，以下说法正确的是（）A.理想气体的内能只与温度有关B.理想气体的内能与体积有关C.理想气体的内能与压强有关D.理想气体的内能与物质的量有关答案：A2.一定质量的理想气体，在等温膨胀过程中（）A.气体对外界做功，内能增加B.气体对外界做功，内能减少C.气体对外界做功，内能不变D.外界对气体做功，内能不变答案：C3.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.温度升高，压强一定增大B.温度升高，体积一定增大C.压强增大，体积一定减小D.压强增大，温度可能不变答案：D4.一密闭容器中盛有一定质量的理想气体，当气体温度升高时，气体的（）A.分子平均动能增大B.分子间平均距离增大C.分子间平均作用力增大D.体积一定增大答案：A5.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强p和体积V的变化如图所示，则在这个过程中（）A.气体对外界做功，内能增加B.气体对外界做功，内能减少C.外界对气体做功，内能增加D.外界对气体做功，内能减少答案：A6.一定质量的理想气体，在等压压缩过程中（）A.气体对外界做功，内能增加B.气体对外界做功，内能减少C.外界对气体做功，内能增加D.外界对气体做功，内能减少答案：D7.一定质量的理想气体，在等温压缩过程中（）A.气体对外界做功，内能增加B.气体对外界做功，内能减少C.外界对气体做功，内能增加D.外界对气体做功，内能不变答案：D8.一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程到状态B，再经等温过程到状态C，最后经等压过程回到状态A，则在整个过程中（）A.气体内能增加B.气体内能减少C.气体内能不变D.无法确定气体内能的变化答案：C9.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，体积增大，则气体的压强（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案：B10.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度升高，则气体的体积（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案：A第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共5小题，每空2分。把答案填在题中的横线上。11.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强增大，则气体的体积______。（填“增大”“减小”或“不变”）答案：减小12.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度升高，则气体的体积______。（填“增大”“减小”或“不变”）答案：增大13.一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度升高，则气体的压强______。（填“增大”“减小”或“不变”）答案：增大14.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，其压强p和体积V的变化如图所示，则在这个过程中，气体对外界做功W=______。（已知p0=pa，V0=Va）答案：p0(Vb-Va)15.一定质量的理想气体，在等温膨胀过程中，气体吸收的热量Q与对外界做功W的关系是Q______W。（填“大于”“小于”或“等于”）答案：等于三、简答题（共15分）答题要求：本大题共3小题，每题5分。简要回答问题。16.简述理想气体状态方程的内容。答案：理想气体状态方程为pV=νRT，其中p是压强，V是体积，ν是物质的量，T是热力学温度，R是普适气体常量。它描述了一定质量理想气体的压强、体积、温度和物质的量之间的关系。17.说明内能的概念，并指出理想气体内能的决定因素。答案：内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和。对于理想气体，由于分子间无相互作用力，分子势能为零，所以理想气体的内能只与温度和物质的量有关，温度越高，物质的量越大，内能越大。18.简述热力学第一定律的内容，并写出其表达式。答案：热力学第一定律指出，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。表达式为ΔU=Q+W，其中ΔU表示内能的增量，Q表示吸收的热量，W表示外界对系统做的功。四、计算题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每题10分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。19.一定质量的理想气体，初始状态的压强为2×10^5Pa，体积为1×10^-3m^3，温度为300K。先使其等温膨胀到体积为2×10^-3m^3，然后等压压缩到体积为1×10^-3m^3。求：（1）等温膨胀过程中气体对外界做的功；（2）等压压缩过程中外界对气体做的功。答案：（1）等温膨胀过程，根据W=νRTln(V2/V1)，由p1V1=νRT1可得ν=p1V1/RT1，代入数据计算得W1=207.9J。（2）等压压缩过程，先根据p1V1/T1=p2V2/T2求出T2，再根据W=p(V1-V2)计算得W2=-100J。20.一定质量的理想气体，从状态A出发，经绝热过程到状态B，再经等温过程到状态C，最后经等压过程回到状态A。已知状态A的压强为pa，体积为Va，温度为Ta；状态B的体积为Vb=2Va；状态C的压强为pc=pa/2。求：（1）状态B的压强；（2）状态C的体积。答案：（1）绝热过程pAVAγ=pBVBγ，可得pB=pA(Va/Vb)^γ，代入数据得pB=2^(-γ)pa。（2）等温过程pBVB=pCVC，可得VC=pBVB/pC，代入数据得VC=4Va。五、材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：一定质量的理想气体，在某一过程中，其压强p随体积V的变化关系如图所示。已知该过程中气体的温度保持不变。21.根据材料，分析该过程中气体的内能是否变化，并说明原因。答案：该过程中气体内能不变。因为理想气体的内能只与温度有关，此过程温度保持不变，所以内能不变。22.分析该过程中气体是吸热还是放热，并说明理由。答案：该过程中气体吸热。因为气体等温膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，内能不变，W>0，所以Q>0，即气体吸热。23.若该气体从状态A经绝热过程到状态