2大学物理习题_热学

热学一、选择题1．关于温度的意义，有下列几种说法：（1）气体的温度是分子平均平动动能的量度。

（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。

上述说法中正确的是（A ）（1）、（2）、（4）；（B ）（1）、（2）、（3）； （C ）（2）、（3）、（4）； （D ）（1）、（3）、（4）。

2．处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们（A ）温度、压强均不相同；（B ）温度相同，但氦气压强大于氮气压强；（C ）温度、压强都相同；（D ）温度相同，但氦气压强小于氮气压强。

3．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：（A ）ε和w 都相等； （B ）ε相等，而w 不相等；（C ）w 相等，而ε不相等； （D ）ε和w 都不相等。

4．mol 1刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为（A ）RT 23； （B ）kT 23； （C ）RT 25； （D ）kT 25。

（式中R 为摩尔气体常量，k 为玻耳兹曼常量）5．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 为玻耳兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：（A ）m PV /； （B ）()kT PV /； （C ）()RT PV /； （D ）()mT PV /。

6．速率分布函数()v f 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。

7．速率分布函数为()v f ，则()dv v f 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dv v v +-区间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。

8．如图所示，I 、II 两条曲线是两种不同气体（氧气和氢气，摩尔质量分别为mol g /32和mol g /2）在同一温度下的麦克斯韦分子速率分布曲线，从图上数据求得该温度值为（A ）K 863；（B ）K 256；（C ）K 481；（D ）K 642。

9．已知分子总数为N ，它们的速率分布函数为()v f ，则速率分布在21~v v 区间内的分子的平均速率为（A ）()()⎰⎰2121v v v v dv v f dv v vf ； （B ）()⎰21v v dv v vf ；（C ）()⎰21v v dv v Nvf ； （D ）()N dv v vf v v ⎰21。

10．下列说法正确的是（A ）处于平衡态的理想气体，每个分子的能量是不变的；（B ）处于平衡态的理想气体，分子处于最概然速率的机会最大；（C ）两种不同的理想气体的温度相同，则它们的分子平均速率相等；（D ）温度低时理想气体中所有分子的速率都低，温度高时理想气体中所有分子的速率都高。

I II11．关于麦克斯韦速率分布中最概然速率的概念，下面正确的表述是（A ）最概然速率是气体分子中大部分分子所具有的速率；（B ）最概然速率是速率最大的速度值；（C ）最概然速率是麦克斯韦速率分布函数的最大值；（D ）速率大小与最概然速率相近的气体分子的比率最大。

12．两种不同的理想气体，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。

13．一物质系统从外界吸收一定的热量，则（A ）系统的内能一定增加； （B ）系统的内能一定减少；（C ）系统的内能一定保持不变；（D ）系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变14．一物质系统从外界吸收一定的热量，则（A ）系统的温度一定升高；（B ）系统的温度一定降低；（C ）系统的温度一定保持不变；（D ）系统的温度可能升高，也可能降低或保持不变。

15．两个相同的刚性容器，一个装有氢气，一个装有氦气（均视为刚性分子理想气体）。

开始时它们的压强和温度都相同，现将J 3热量传给氦气，使之升高到一定温度。

若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递的热量为：（A ）J 6； （B ）J 3； （C ）J 5； （D ）J 10。

16．如图所示，系统从状态A 沿ABC 变化到状态C 的过程中，外界有J 300的热量传递给系统，同时系统对外作功为J 100。

当系统从状态C 沿另一曲线CA 返回到状态A 时，外界对系统作功为J 50，则此过程中系统（A ）向外界放出热量为J 250；（B ）从外界吸收热量为J 250；（C ）向外界放出热量为J 150；（D ）从外界吸收热量为J 150。

17．在V P -图中，mol 1理想气体从状态A 沿直线到达B ，则此过程系统的功和内能的变化是（A ）0>W ，0>∆E ；（B ）0<W ，0<∆E ；（C ）0>W ，0=∆E ；（D ）0<W ，0>∆E 。

18．如图，一定量的理想气体经历acb 过程时吸热J 200。

则经历acbda 过程时，吸热为（A ）J 1200-； （B ）J 1000-； （C ）J 700-； （D ）J 1000。

19．一定量的理想气体，从V P -图上初态a 经历（1）或（2）过程到达末态b ，如图所示，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 ）（1）过程中吸热，（2）过程中放热；（B ）（1）过程中放热，（2）过程中吸热；（C ）两种过程中都吸热；（D ）两种过程中都放热。

20．理想气体向真空作绝热膨胀． （A ）膨胀后，温度不变，压强减小； （B ）膨胀后，温度降低，压强减小；（C ）膨胀后，温度升高，压强减小； （D ）膨胀后，温度不变，压强不变。

21．所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号。

22．有人设计一台卡诺热机（可逆的），每循环一次可从K 400的高温热源吸热J 1800，向K 300的低温热源放热J 800，同时对外作功J 1000，这样的设计是p V Op V O p V O p V O 绝热 绝热 等压 绝热 绝热等温 绝热 等温 等容 绝热 等温 等容 （A ） （B ） （C ） （D ） 第题图41 4第题图 p OV a b (1) (2) 图（A ）可以的，符合热力学第一定律；（B ）可以的，符合热力学第二定律；（C ）不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量；（D ）不行的，这个热机的效率超过理论值。

23．一卡诺热机的低温热源温度是7℃，效率为40%，若要将其效率提高到60%，高温热源的温度需提高（A ）280℃； （B ）200.2℃； （C ）220℃； （D ）233.3℃。

24．一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为－10℃，室温为15℃。

若按理想卡诺致冷循环计算，此致冷机每消耗1000J 的功可从被冷冻物品中吸出的热量为（A ）J 410052.1⨯； （B ）J 310052.1⨯； （C ）J 310681.8⨯； （D ）J 81.86。

25．根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的？（A ）热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；（B ）功可以全部变为热，但热不能全部变为功；（C ）气体能够自由膨胀，但不能自动收缩；（D ）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量。

26．“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功”，对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？（A ）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；（B ）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；（C ）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；（D ）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。

27．根据热力学第二定律可知：（A ）功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；（B ）热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；（C ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；（D ）一切自发过程都是不可逆的。

28．下列各种说法中，哪种说法是正确的？（A ）物体放热温度必下降； （B ）物体吸热温度必上升；（C ）热机效率可以达100%； （D ）低温物体可以向高温物体传热。

二、填空题1．物理常数A kN R =中各个常数的名称分别为：k ____________；A N ____________； R ____________。

2．描写质点机械运动的状态参量为____________；描写气体的状态参量为____________。

3． 一个容器内贮有氧气，其压强Pa P 510013.1⨯=，温度为27℃，则单位体积内的分子数=n ____________3-m 。

4．麦克斯韦速率分布定律的归一化条件是__________________。

5．现有两条气体分子速率分布曲线（1）和（2），如图所示。

若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布，则曲线__________表示气体的温度较高。

若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲线____表示的是氧气的速率分布。

6．已知分子速率分布函数为)(υf ，若总分子数为N ，则速率在21~υυ之间的分子数为____________。

7．某理想气体在温度为K T 273=时，压强为atm P 2100.1-⨯=，密度为32/1024.1m kg -⨯=ρ，则该气体分子的方均根速率为____________。

8．刚性双原子分子构成的理想气体，其热力学温度为T ，则每个分子的平均动能为___________。

9．自由度为i 的一定量刚性分子理想气体，当其体积为V 、压强为P 时，其内能=E ______________________。

10．要使一热力学系统的内能增加，可以通过____________或____________两种方式，或者两种方式兼用来完成。

11．一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为J 200。

若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热______________J ；若为双原子分子气体，则需吸热______________J 。

12．常温常压下，一定量的某种理想气体（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A ，内能增加为E ∆，则=Q A /_________，=∆Q E /_________。