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2025年大学物理热力学知识点梳理试卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题3分，共30分。请将正确选项的字母填在括号内。）

1.下列哪个物理量是状态量？（）

A.热量B.功C.内能D.温度

2.热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W中，ΔU、Q、W均指（）。

A.状态量B.过程量C.可能是状态量，也可能是过程量D.总是正值

3.一定量的理想气体，从状态A经历等温过程到达状态B，再经历等压过程到达状态C。已知TATB，则气体在从A到B的过程中（）。

A.吸收热量，内能增加B.放出热量，内能减少C.吸收热量，内能不变D.放出热量，内能不变

4.下列过程中，理想气体的内能可能增加的是（）。

A.等温压缩B.绝热压缩C.等压膨胀D.等体降温

5.一定量的理想气体，从体积为V1、压强为P1的状态，绝热膨胀到体积为V2、压强为P2的状态。则气体（）。

A.吸收热量，温度升高B.吸收热量，温度降低C.不吸热也不放热，温度降低D.不吸热也不放热，温度升高

6.热机效率的定义是（）。

A.热机从高温热源吸收热量的多少B.热机对外做的功与从高温热源吸收热量的比值C.热机从低温热源放出的热量与对外做的功的比值D.热机从高温热源吸收的热量与向低温热源放出的热量的差值

7.根据热力学第二定律，下列说法正确的是（）。

A.热量可以自动地从低温物体传到高温物体B.不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其他变化C.热机的效率可以达100%D.自然界中的一切过程都必然朝着熵增加的方向进行

8.关于熵，下列说法正确的是（）。

A.熵是系统状态的函数B.熵增加原理是指孤立系统的熵永远不会减少C.熵的单位是焦耳D.熵与系统的混乱程度无关

9.下列哪个过程是可逆过程？（）

A.热传导B.气体自由膨胀C.恒温压缩D.理想气体准静态等温膨胀

10.由N个近独立粒子组成的热力学系统，若粒子可分辨且每个粒子有l个能级，则系统的微观状态数W为（）。

A.N!B.(N/l)!C.[N!/(n1!n2!...nl!)]D.N^l

二、填空题（每小题4分，共20分。请将答案填在横线上。）

1.理想气体的内能仅是的函数。

2.一定量的理想气体，从压强为P0、体积为V0的状态，经历等压膨胀到体积为2V0的状态，气体的温度从T0变为______。

3.在一个循环过程中，热机对外做了100J的功，向低温热源放热200J，则热机从高温热源吸热______J，该热机的效率为______。

4.根据玻尔兹曼关系，熵S与系统的微观状态数W的关系为______。

5.假设气体分子的速率分布满足麦克斯韦分布，则速率在v0附近单位速率区间内的分子数占总分子数的比例随速率v的变化情况是______。

三、计算题（共50分。请写出必要的公式、代入数据及计算过程。）

1.（15分）一定量的理想气体，从状态A（P1=1atm，V1=10L）经历一准静态过程到达状态B（P2=0.5atm，V2=20L）。已知气体在此过程中吸热100J，求此过程中气体对外做的功以及内能的变化量。（理想气体常数R=0.0821L·atm/(mol·K)，假设气体为1摩尔）

2.（15分）一卡诺热机工作在温度为500K的高温热源和温度为300K的低温热源之间。若热机在一个循环中从高温热源吸热5000J，求热机对外做的功和向低温热源放出的热量。

3.（20分）一定量的理想气体，从状态C（P3=2atm，V3=5L，T3=300K）经历等温过程膨胀到体积为V4=15L，然后经历等体过程冷却到压强P5=1atm。求气体在整个过程中吸收的热量、对外做的功以及内能的变化量。（假设气体为2摩尔）

试卷答案

一、选择题

1.D

2.C

3.C

4.B

5.C

6.B

7.B

8.A

9.D

10.D

二、填空题

1.温度

2.2T0

3.300J；1/3或33.3%

4.S=klnW

5.先增大，达到最大值后减小

三、计算题

1.解：

*计算过程一：由理想气体状态方程P1V1=P2V2=nRT，得T1T2=P1V1/P2V2=(1atm*10L