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大学物理热学题库及答案参考.pdf
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大学物理 热学
1
一、 选择题:(每题 3 分)
1、在一密闭容器中,储有 A、B、C 三种理想气体,处于平衡状态. A 种气体的
分子数密度为
n1
,它产生的压强为
p1
,B 种气体的分子数密度为 2
n1
,C 种气体
的分子数密度为 3
n
1,则混合气体的压强
p
为
(A) 3
p
1. (B) 4
p
1.
(C) 5 p 1. (D) 6 p 1. [ ]
2、若理想气体的体积为
V
,压强为
p
,温度为
T
,一个分子的质量为
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
/ (
mT
) . [ ]
3、有一截面均匀的封闭圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中的一
边装有 0.1 kg 某一温度的氢气,为了使活塞停留在圆筒的正中央,则另一边应
装入同一温度的氧气的质量为:
(A) (1/16) kg . (B) 0.8 kg .
(C) 1.6 kg . (D) 3.2
kg. [ ]
4、在标准状态下,任何理想气体在 1 m
3
中含有的分子数都等于
(A) 6.02 ×10
23
. (B)6.02 ×10
21
.
(C) 2.69 ×10
25
(D)2.69 ×10
23
.
( 玻 尔 兹 曼 常 量
k
= 1.38 × 10
23
J 〃 K
1
)
[ ]
5、一定量某理想气体按 pV
2
=恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体的温度
(A) 将升高. (B) 将降低.
(C) 不变. (D) 升高还是降低, 不能确定. [ ]
6、一个容器内贮有 1 摩尔氢气和 1 摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生的压
强分别为
p
1 和
p
2,则两者的大小关系是:
(A) p
1
> p
2
. (B) p
1
< p
2
.
(C)
p1
=
p2
. (D) 不确定的. [ ]
7、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?
(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.
(B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.
(C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大 .
(D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的
均根速率大. [ ]
8、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?
(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.
(B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.
大学物理 热学
2
(C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大 .
(D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的
方 均 根 速 率
大. [ ]
9、温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能 和平均平动动能
w
有如下关系:
(A) 和
w
都相等. (B) 相等,而
w
不相等.
(C)
w
相 等 , 而 不 相 等 . (D) 和
w
都 不 相
等. [ ]
10、1 mol 刚性双原子分子理想气体,当温度为
T
时,其内能为
(A)
RT
2
3
. (B)
kT
2
3
.
(C)
RT
2
5
. (D)
kT
2
5
. [ ]
(式中
R
为普适气体常量,
k
为玻尔兹曼常量)
11、两瓶不同种类的理想气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,则单
位体积内的气体分子数
n
,单位体积内的气体分子的总平动动能 (
E
K
/
V
) ,单位体
积内的气体质量 ,分别有如下关系:
(A) n 不同, ( EK/ V) 不同, 不同.
(B)
n
不同, (
EK
/
V
) 不同, 相同.
(C)
n
相同, (
EK
/
V
) 相同, 不同.
(D) n 相 同 , ( EK/ V) 相 同 , 相
同. [ ]
12、有容积不同的
A
、
B
两个容器,
A
中装有单原子分子理想气体,
B
中装有双
原子分子理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的
内能 (
E
/
V
)
A
和(
E
/
V
)
B
的关系
(A) 为(
E
/
V
)
A
<(
E
/
V
)
B
.
(B) 为(
E
/
V
) A>(
E
/
V
) B.
(C) 为(
E
/
V
) A=(
E
/
V
) B.
(D) 不 能 确
定. [ ]
13、两个相同的容器,一个盛氢气,一个盛氦气 ( 均视为刚性分子理想气体 ) ,
开始时它们的压强和温度都相等,现将 6 J 热量传给氦气,使之升高到一定温
度.若使氢气也升高同样温度,则应向氢气传递热量
(A) 12 J . (B) 10 J
(C) 6 J . (D) 5
J. [ ]
14、压强为
p
、体积为
V
的氢气(视为刚性分子理想气体)的内能为:
大学物理 热学
3
(A)
2
5
pV
. (B)
2
3
pV
.
(C)
pV
. (D)
2
1
pV
. [ ]
15、下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能?(式中
M
为气体的质量,
m
为气体分子质量,
N
为气体分子总数目,
n
为气体分子数密度,
NA
为阿伏加得
罗常量)
(A)
pV
M
m
2
3
. (B) pV
M
M
mol
2
3
.
(C)
npV
2
3
. (D)
pVN
M
M
A
2
3
mol
. [ ]
16、两容器内分别盛有氢气和氦气,若它们的温度和质量分别相等,则:
(A) 两种气体分子的平均平动动能相等.
(B) 两种气体分子的平均动能相等.
(C) 两种气体分子的平均速率相等.
(D) 两 种 气 体 的 内 能 相
等. [ ]
17、一容器内装有
N
1 个单原子理想气体分子和
N
2 个刚性双原子理想气体分子,
当该系统处在温度为
T
的平衡态时,其内能为
(A) ( N
1
+N
2
) (
2
3
kT+
2
5
kT) .
(B)
2
1
(
N1
+
N2
) (
2
3
kT
+
2
5
kT
) .
(C) N
1
2
3
kT+N
2
2
5
kT.
(D)
N
1
2
5
kT
+
N
2
2
3
kT
. [ ]
18、设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率,则声波通
过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比
22
HO
/vv 为
(A) 1 . (B) 1/2 .
(C) 1/3 . (D)
1/4 . [ ]
19、设
v
代表气体分子运动的平均速率,
p
v 代表气体分子运动的最概然速率,
2/12
)(v 代表气体分子运动的方均根速率.处于平衡状态下理想气体,三种速率
关系为
(A)
p
vvv
2/12
)(
(B)
2/12
)(vvv
p
(C)
2/12
)(vvv
p
(D)
2/12
)(vvv
p
[ ]
大学物理 热学
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20、已知一定量的某种理想气体,在温度为
T
1
与
T
2
时的分子最概然速率分别为
vp
1
和 vp
2
,分子速率分布函数的最大值分别为 f ( vp
1
) 和 f ( vp
2
) .若 T
1
>T
2
,则
(A)
vp
1 >
v p
2,
f
(
vp
1)>
f
(
vp
2) .
(B)
vp1
>
v p2
,
f
(
vp1
)<
f
(
vp2
) .
(C) vp
1
< v p
2
, f ( vp
1
)> f ( vp
2
) .
(D)
vp
1 <
vp
2 ,
f
(
vp
1)<
f
(
vp2
) . [ ]
21、 两种不同的理想气体,若它们的最概然速率相等,则它们的
(A) 平均速率相等,方均根速率相等.
(B) 平均速率相等,方均根速率不相等.
(C) 平均速率不相等,方均根速率相等.
(D) 平均速率不相等, 方均根速率不相等. [ ]
22、假定氧气的热力学温度提高一倍,氧分子全部离解为氧原子,则这些氧原
子的平均速率是原来氧分子平均速率的
(A) 4 倍. (B) 2 倍.
(C) 2 倍. (D)
2
1
倍. [ ]
23 、 麦克斯韦速率分布曲线如图所示, 图中 A、
B两部分面积相等,则该图表示
(A)
0
v 为最概然速率.
(B)
0
v 为平均速率.
(C)
0
v 为方均根速率.
(D) 速 率 大 于 和 小 于
0
v 的 分 子 数 各 占 一
半. [ ]
24、速率分布函数
f
(
v
) 的物理意义为:
(A) 具有速率
v
的分子占总分子数的百分比.
(B) 速率分布在
v
附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比.
(C) 具有速率
v
的分子数.
(D) 速率分布在
v
附近的单位速率间隔中的分子数. [ ]
25、若 N表示分子总数, T 表示气体温度, m表示气体分子的质量,那么当分子
速率
v
确定后,决定麦克斯韦速率分布函数
f
(
v
) 的数值的因素是
(A)
m
,
T
. (B)
N
.
(C)
N
,
m
. (D)
N
,
T
.
(E)
N
,
m
,
T
. [ ]
26、气缸内盛有一定量的氢气 ( 可视作理想气体 ) ,当温度不变而压强增大
一倍时,氢气分子的平均碰撞频率
Z
和平均自由程 的变化情况是:
f(v)
A B
O v0 v
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(A) Z 和 都增大一倍.
(B)
Z
和 都减为原来的一半.
(C)
Z
增大一倍而 减为原来的一半.
(D)
Z
减 为 原 来 的 一 半 而 增 大 一
倍. [ ]
27、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当体积增大时,分子的平
均碰撞频率
Z
和平均自由程 的变化情况是:
(A)
Z
减小而 不变. (B)
Z
减小而 增大.
(C)
Z
增 大 而 减 (D)
Z
不 变 而 增
大. [ ]
28、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当压强降低时,分子的平均碰
撞频率
Z
和平均自由程 的变化情况是:
(A)
Z
和 都增大. (B)
Z
和 都减小.
(C)
Z
增大而 减小. (D)
Z
减小而 增大. [ ]
29、一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度降低时,分子的平均碰
撞频率
Z
和平均自由程 的变化情况是:
(A)
Z
减小,但 不变. (B)
Z
不变,但 减小.
(C)
Z
和 都 减 小 . (D)
Z
和 都 不
变. [ ]
30、 一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度升高时,分子的平均
碰撞频率
Z
和平均自由程 的变化情况是:
(A)
Z
增大, 不变. (B)
Z
不变, 增大.
(C)
Z
和 都增大. (D)
Z
和 都不变. [ ]
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