2005-2006第一学期基础物理学(2)试卷(热学部分)

常数表

R?8.31J?mol?1?K?1

一．选择题(每题1分，共15分)

1. 三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，而方均根速率之比为

222vA:vB:vC?1:2:4，则其压强之比pA∶pB∶pC为：

(A) 1∶2∶4． (B) 1∶4∶8．

(C) 1∶4∶16． (D) 4∶2∶1． ［ ］

2. 金属导体中的电子，在金属内部作无规则运动，与容器中的气体分子很类似．设金属中共有N个

自由电子，其中电子的最大速率为 vm，电子速率在v ～v + dv之间的概率为

0≤v ≤vm dN?Av2dv??

v > vm N?0式中A为常数．则该电子气电子的平均速率为

A3A4． vm． (B) vm34A2(C) vm． (D) vm． ［ ］

33. 按照麦克斯韦分子速率分布定律，具有最概然速率vp的分子，其动能为：

(A) (A)

33RT． (B) kT． 221(C) kT． (D) RT． ［ ］

2(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度．

4. 关于温度的意义，有下列几种说法：

(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义． (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．

(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度． 这些说法中正确的是

(A) (1)、(2) 、(4)． (B) (1)、(2) 、(3)．

(C) (2)、(3) 、(4)． (D) (1)、(3) 、(4)． ［ ］

5. 一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p1，V1，T1的平衡态，后来变到压强，体积，温度分别为p2，V2，T2的终态．若已知V2 >V1，且T2 =T1，则以下各种说法中正确的是： (A) 不论经历的是什么过程，气体对外净作的功一定为正值． (B) 不论经历的是什么过程，气体从外界净吸的热一定为正值． (C) 若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少．

(D) 如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外净作功和从外界净吸热的正负皆无法判断． ［ ］

6. 一定量的理想气体，其状态变化遵从多方过程方程pV n = 常量，已知其体积增大为原来的二倍时，温度相应降低为原来的四分之一，则多方指数n为

(A) 3． (B) 2．

1

(C)

11． (D) ． ［ ］ 23 p a ② V

7. 一定量的理想气体，从a态出发经过①或②过程到达b态，acb为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q1、Q2是

(A) Q1>0，Q2<0． (B) Q1<0，Q2<0．

(C) Q1>0，Q2>0． (D) Q1<0，Q2>0． ［ ］

① c b O 8. 一定量的理想气体，从p－V图上初态a经历(1)或(2)过 p 程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上(图中虚

线是绝热线)，则气体在 a (A) (1)过程中放热，(2) 过程中吸热． (B) (1)过程中吸热，(2) 过程中放热．

(D) 两种过程中都放热． ［ ］

9. 一定量的理想气体经历acb过程时吸热500 J．则经历

(C) 两种过程中都吸热． (2) b V

(1) O p (×105 Pa)ad4acbda过程时，吸热为 c (A) –1200 J． (B) –700 J．

b1e(C) –400 J． (D) 700 J．

V (×10?3 m3)［ ］ O14 p10. 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小

(图中阴影部分)分别为S1和S2，则二者的大小关系是： (A) S1 > S2． (B) S1 = S2．

(C) S1 < S2． (D) 无法确定． ［ ］

11. 某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a'b'c'd'a')，且两个循环曲线所围面积相等．设循环Ｉ的效率为?，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，循环Ⅱ的效率为?′，每次循环在高温热源处吸的热量为 Q′，则

(A) ?????′, Q < Q′. (B) ?????′, Q > Q′.

S2S1 V p O a a' b' b d d' O c' c V

(C) ?????′, Q < Q′. (D) ?????′, Q > Q′. ［ ］ 12. 卡诺定理指出：工作于两个一定温度的高、低温热源之间的 (A) 一切热机效率相等． (B) 一切可逆机效率相等． (C) 一切不可逆机的效率相等． (D) 一切不可逆机的效率一定高于可逆机的效率． ［ ］ 13. 关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：

2

(1) 功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功； (2) 一切热机的效率都只能够小于1； (3) 热量不能从低温物体向高温物体传递； (4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的． 以上这些叙述 (A) 只有(2)、(4)正确． (B) 只有(2)、(3) 、(4)正确． (C) 只有(1)、(3) 、(4)正确．

(D) 全部正确． ［ ］

14. 如图所示：一定质量的理想气体，从同一状态A出发，分别经AB（等压）、AC（等温）、AD（绝热）三种过程膨胀，使体积从V1增加到V2．问哪个过程中气体的熵增加最多？哪个过程中熵增加为零？正确的答案是：

(A) 过程AC熵增加最多，过程AD熵增加为零．

O(B) 过程AB熵增加最多，过程AC熵增加为零．

V1CDV2V pAB

(C) 过程AB熵增加最多，过程AD熵增加为零．

(D) 过程AD熵增加最多，过程AB熵增加为零． ［ ］

15. 理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始、末两态的温度T1与T2和始、末两态气体分子的平均自由程?1与?2的关系为

(A) T1?2T2，?1??2 . (B) T1?2T2，?1?(C) T1?T2，?1??2. (D) T1?T2，?1?

一．填空题(每题1分，共15分)

1. 在容积为10?2 m3 的容器中，装有质量100 g 的气体，若气体分子的方均根 速率为200 m ? s?1，则气体的压强为________________．

2. 一容器内储有某种气体，若已知气体的压强为 3×105 Pa，温度为27℃，密 度为0.24 kg/m3，则可确定此种气体是________气；并可求出此气体分子热运动 的最概然速率为_______________________m/s．

3. 边长为1 m的立方箱子内盛有处于标准状态下的 3×1025个氧分子，此时氧分子的平均速率

1?2. 21?2 [ ] 2v?__________________m/s．若已知在单位时间内撞击在容器器壁单位面积上的分子数是

1nv4（其中n为分子数密度），计算1秒钟内氧分子与箱子碰撞的次数N = _________________s?1． 4. 在无外力场作用的条件下，处于平衡态的气体分子按速度分布的规律，可用 ________________分布律来描述．如果气体处于外力场中，气体分子在空间的分布规 律，可用__________分布律来描述．

5. 某系统由两种理想气体A、B组成．其分子数分别为NA、NB．若在某一温度下，A、B气体各自的速率分布函数为fA (v)、fB (v)，则在同一温度下，由A、B气体组成的系统 的速率分布函数为f (v) =__________________________________．

3

6. 按照分子运动论的观点，气体中的扩散现象是由于分子热运动所引起的_____ ______输运;热传导现象是由于分子热运动所引起的___________输运；粘滞现象 是由于分子热运动所引起的____________输运．

7. 一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高为原来的4倍；再经 过等温过程使其体积膨胀为原来的2倍，则分子的平均碰撞频率变为原来的____倍．

(1) 如果气体的膨胀过程为a─1─b，则气体对外做功

W＝________； (2) 如果气体进行a─2─b─1─a的循环过程，则它对外做功 9. 若用气体状态参量（p、V、T）来表述一定量气体的内能，则有： (1) 理想气体的内能是______________的单值函数； (2) 真实气体的内能是______________________________________的函数． 10. 刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为W，则传递给气体的热量为 __________．

11. 常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外作功为W，内能增加为?E，则

W/Q=_____________． ?E/Q? _____________．

12. 一理想卡诺热机在温度为300 K和400 K的两个热源之间工作．

(1) 若把高温热源温度提高100 K，则其效率可提高为原来的________倍； (2) 若把低温热源温度降低100 Ｋ，则其逆循环的致冷系数将降低为原来 的______倍．

13. 有?摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，b?a为等压线，pc=2pa．令气体进行a?b的等压过程时吸热Qab，则在此循环过程中气体净吸热量 Q_______Qab． (填入：＞，＜或＝) 14. 由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边真空．如果

把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度__________(升

高、降低或不变)，气体的熵__________(增加、减小或不变)．

15. 1 mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V1变到V2． (1) 当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量?S = _________________．

(3) 当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量?S = _________________．

8. 如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为S1和S2，那么 a

p 1 S1 b 2 S2 V

W＝_______________． O p pc paOcaVabVbV

基础物理学(2)试卷(热学部分)答案

一．选择题(每题1分，共15分)

1C 2B 3C 4B 5D 6A 7C 8A 9B 10B 11D 12B 13A 14C 15D

4

二．填空题(每题1分，共15分) 1. 1.33×105 Pa 1分

2. 氢 0.5分； 1.58×103 0.5分 3. 425 0.5分； 1.9×1028 0.5分

4. 麦克斯韦 0.5分； 玻尔兹曼 0.5分 5.

NAfA(v)?NBfB(v) 1分

NA?NB6. 质量0.3分；动能0.3分；定向动量0.4分 7. 1 8. S1+ S2 9. 温度T 10. 72W 11. 2i?2 12. 1.6 13. ? 14. 不变 15. 0 1分

0.5分； 0.5分； 1分

0.5分； 0.5分； 1分

0.5分； 0.5分； ? S1 0.5分

温度T和体积V（或温度T和压强p） ii?2 0.5分

13 0.5分

增加 0.5分

RlnV2V 0.5分

15

0.5分