2025年大学大二（物理学）热学综合测试试题及答案.doc

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30分）
请将答案填在下列表格中（本部分共6题，每题5分）
|题号|1|2|3|4|5|6|
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|答案| | | | | | |

1. 一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。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

2. 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42%，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

3. 对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值（ ）
A. 等体降压过程
B. 等温膨胀过程
C. 绝热膨胀过程
D. 等压压缩过程

4. 已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能（ ）
A. 先增大后减小
B. 先减小后增大
C. 单调变化
D. 保持不变

5. 一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程到状态B，再经等容过程到状态C，最后经等温过程回到状态A，如图所示。其中，AB为双曲线的一部分，BC平行于V轴，CA平行于p轴。则（ ）
A. 从状态A到状态B，气体的内能增加
B. 从状态B到状态C，气体吸收热量
C. 从状态C到状态A，气体对外做功
D. 整个循环过程中，气体吸收的热量等于对外做的功

6. 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

第II卷（非选择题 共70分）

7. （10分）一定量的理想气体，由状态A经B、C到D，其中A→B为等温变化，B→C为等体变化，C→D为等压变化，已知VA = 1.0×10^-3 m³，TA = 300K，pB = 2.0pA，pC = pB，pD = pA。求：
（1）气体在状态B时的体积VB；
（2）气体在状态C时的温度TC；
（3）气体在状态D时的体积VD。

8. （15分）一气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞与气缸壁的摩擦不计，气缸导热良好。开始时气缸开口向上竖直放置，活塞处于静止状态，如图所示。现将气缸缓慢地转到开口向下竖直放置，在此过程中，气体的内能如何变化？气体是吸热还是放热？简要说明理由。

9. （15分）一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是（ ）
A. 若p1 = p2，V1 = 2V2，则T1 = T2
B. 若p1 = p2，V1 = V2，则T1 = T2
C. 若p1 = 2p2，V1 = 2V2，则T1 = T2
D. 若p1 = 2p2，V1 = V2，则T1 = T2

10. （20分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C。已知TA = 300K，求：
（1）气体在状态B时的温度TB；
（2）从状态A到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？

11. （20分）一定质量的理想气体，由初始状态A开始，经历了A→B→C→A的循环过程，其p - V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度TA = 300K，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做的功W；
（3）整个循环过程中气体吸收的热量Q。

答案：
1. C
2. C
3. D
4. B
5. B
6. A
7. （1）由等温变化pAVA = pBVB，可得VB = VA/2 = 5.0×10^-4 m³；（2）由等体变化pB/TB = pC/TC，可得TC = pC/pB×TB = 300K；（3）由等压变化VC/TC = VD/TD，可得VD = VC×TD/TC = 2.0×10^-3 m³。
8. 气体内能不变。因为理想气体内能只与温度有关，温度不变则内能不变。气体放热。气缸缓慢转动，气体对外做功，根据热力学第一定律，内能不变，对外做功则气体放热。
9. D
10. （1）由等压变化VA/TA = VB/TB，可得TB = 600K；（2）从A到C过程，气体体积增大对外做功，温度升高内能增大，根据热力学第一定律，气体吸热。Q = W + ΔU，W = p(V2 - V1)，ΔU = νCv(T2 - T1)，代入数据可得Q = 300J。
11. （1）由pAVA/TB = pBVB/TB，可得TB = 600K；由pBVB/TC = pCVC/TC，可得TC = 150K；（2）W = (pB - pC)(VB - VC) = 100J；（3）根据热力学第一定律，循环过程ΔU = 0，所以Q = W = 100J。