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2025年大学物理学（热学专题）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）
每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。请将正确选项的标号填在题后的括号内。(总共6题，每题5分)
1. 关于理想气体的内能，下列说法正确的是（ ）
A. 理想气体的内能只与温度有关
B. 理想气体的内能只与体积有关
C. 理想气体的内能与温度和体积都有关
D. 理想气体的内能与温度、体积和压强都有关
2. 一定量理想气体，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，又对外做了正功
3. 一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转，当工作物质为气体时，热机效率为40%，若改用液体工作物质，则其效率应当（ ）
A. 减少
B. 增加
C. 不变
D. 无法判断
4. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于（ ）
A. 1/3
B. 1/4
C. 2/5
D. 2/7
5. 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 > V2
B. V1 < V2
C. V1 = V2
D. 无法确定
6. 已知某理想气体的压强为p，体积为V，温度为T，气体的摩尔质量为M，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为（ ）
A. pV/m
B. pV/(kT)
C. pV/(RT)
D. pV/(MkT)

第II卷（非选择题 共70分）
7. （10分）简述理想气体状态方程的推导过程以及各物理量的含义。
8. （15分）什么是热力学第零定律？它有什么重要意义？
9. （15分）如图所示，一定量理想气体从体积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。比较这三个过程中气体对外做的功、从外界吸收 的热量以及内能的变化。

10. （15分）材料：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(a→b→c→d→a)，其中a→b、c→d为等压过程，b→c、d→a为绝热过程。已知Ta = 300K，Tb = 600K，Vb = 2Va，Vc = 3Vb。求此循环的效率。

11. （15分）材料：一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界做功209J，气体升温1K单原子分子理想气体的定容摩尔热容CV,m = 3R/2。试求气体内能的增量和吸收的热量。

答案：
1. A
2. C
3. C
4. C
5. A
6. B
7. 理想气体状态方程推导：从理想气体微观模型出发，利用统计规律得到。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，R是普适气体常量，T是热力学温度。它描述了理想气体在平衡态下压强、体积、物质的量和温度之间的关系。
8. 热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。意义：为温度的测量提供了理论基础，使温度有了客观的标准，是建立热力学温标的依据。
9. 气体对外做功：A→B过程做功最大，A→C次之且为正功，A→D绝热过程做功最小且为正功。吸收热量：A→B吸收热量最多，A→C等温过程吸收热量全部用于做功，A→D绝热过程不吸收热量。内能变化：A→B内能增加，A→C内能不变，A→D内能减少。
10. 此循环效率为25%。
11. 气体内能增量为124.7J，吸收热量为 -84.3J。