2016-2017大学物理1热学测试答案

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2016-2017大学物理1-1试卷b答案及评分标准

2016-2017大学物理1-1试卷b答案及评分标准

2016—2017第二学期考试试卷B 卷答案及评分标准大学物理1-1一、简答题(每题4分,共16分)1. 哪个物理量描写了刚体的转动惯性?并说明它的大小与哪些因素有关?答案: 转动惯量描写了刚体的转动惯性;它的大小与刚体的质量、刚体的质量分布、转动轴的位置有关。

2. 列举静电场及磁场中的高斯定理,并指出静电场、磁场哪个是有源场? 答案:静电场高斯定理:0ε∑⎰⎰=⋅=Φi q s s d E e ,静电场高斯定理:0==s s d B ϕ,静电场为有源场。

3. 简述静电平衡条件及静电平衡时导体表面电荷密度与导体表面曲率半径的关系。

答案:导体达到静电平衡时,导体内部的任意处的电场强度为零;导体表面电场强度的方向都与导体面垂直。

或:导体内部场强为零;导体为等势体;净电荷分布在导体的外表面。

达到静电平衡时导体表面电荷密度与导体表面曲率半径成反比。

4. 简述感生电场与静电场的区别。

答案:静电场是由静止电荷激发;电力线为非闭合曲线;电场为散场、有源场、保守力场。

感生电场是由变化的磁场激发的;电力线为闭合曲线;电场为旋场、无源场、非保守力场。

二、单项选择题(每题3分,共24分)1. 一质点沿x 轴运动,其运动方程为()SI t t x 324-=,当t=2s 时,该质点正在( )(A)加速 (B)减速 (C)匀速 (D)静止2.对动量和冲量,正确的是( )(A )动量和冲量的方向均与物体运动速度方向相同。

(B )质点系总动量的改变与内力无关。

(C )动量是过程量,冲量是状态量。

(D )质点系动量守恒的必要条件是每个质点所受到的力均为0。

3.对功的概念有以下几种说法正确的是( )(A )保守力作正功时系统内相应的势能增加。

(B )非保守力也有势能。

(C )作用力与反作用力大小相等、方向相反,故两者所作的功的代数合必为零。

(D )质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。

4.下列说法中正确的是( )(A )电势不变的空间,电场强度必为零 (B )电场强度不变的空间,电势必为零(C )电场线和等势面可能平行 (D )电势越大的地方,电场强度也越大。

历届大学物理热学试题解答

历届大学物理热学试题解答

r R2时, T T2
T1


Q
2k
ln
R1

C
T2


Q
2k
ln
R2

C
解得:
Q

2k(T1

T2
)
/
ln
R2 R1
C

T1

(T2

T2
)
ln ln
R1 R2
R1
所以r处的温度为:
ln R1
T

T1

(T1
T2 ) ln
r R2
R1
13.隔板C把绝热材料包裹的容器分为A、B两室。如图所示, A室内充以真实气体,B室为真空。现把C打开,A室气体充 满整个容器,在此过程中,内能应___不__变_____。
(a)由范德瓦尔斯方程
(
p

a V2
)(V

b)

RT
p

RT V b

a V2
所以对外界作的功为
A
V2 pdV
V1
V2 RT dV V1 V b
V2 V1
a V2
dV
RT lnV2 b a( 1 1 ) V1 b V2 V1
(时b)气d一E体摩k 的尔0内气。压体强分子p热i 运Va动2 。的气动体能膨为胀E时k 2pi iR作T 负。功作,等气温体膨分胀
解:x过程曲线向下平移p0后,恰好与温 度为T0的等温曲线重合,由此可给出
( p p0 )V vRT0
p p0
x过程
状态方程为 pV vRT
x过程的过程方程为

(完整版)大学物理热学习题附答案

(完整版)大学物理热学习题附答案

一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。

根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。

根据理想气体分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03.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,w 不相等 (C) w 相等,ε不相等 (D) ε和w 都不相等4.在标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ,则其内能之比E 1 / E 2为:(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35.水蒸气分解成同温度的氢气和氧气,内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)?(A) 66.7% (B) 50% (C) 25% (D) 06.两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ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ不同 (B) n 不同,(E K /V )不同,ρ相同(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ不同 (D) n 相同,(E K /V )相同,ρ相同7.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡状态,则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同,但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同,但氦气的压强小于氮气的压强8.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。

大学物理热学练习题及答案

大学物理热学练习题及答案

大学物理热学练习题及答案第一题:一个物体的质量是1 kg,温度从20°C升高到30°C,如果物体的比热容是4200 J/(kg·°C),求物体吸收的热量。

解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。

代入数据得:Q = 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × (30°C - 20°C)= 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × 10°C= 42,000 J所以物体吸收的热量为42,000 J。

第二题:一块金属材料的质量是0.5 kg,它的比热容是400 J/(kg·°C),经过加热后,材料的温度升高了60°C。

求该金属材料所吸收的热量。

解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。

代入数据得:Q = 0.5 kg × 400 J/(kg·°C) × 60°C= 12,000 J所以金属材料吸收的热量为12,000 J。

第三题:一个热容为300 J/(kg·°C)的物体,吸收了500 J的热量后,温度升高了多少摄氏度?解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。

将已知数据代入公式:500 J = m × 300 J/(kg·°C) × Δθ解方程得:Δθ = 500 J / (m × 300 J/(kg·°C))= 500 J / (m/(kg·°C)) × (kg·°C/300 J)= (500/300) °C≈ 1.67°C所以温度升高了约1.67°C。

16秋北交《大学物理(力学和热学部分)》在线作业一

16秋北交《大学物理(力学和热学部分)》在线作业一
4. 质点受到的力越大,则速度越大。()
A. 错误
B. 正确
正确答案:
5. 牛顿定律适合于任何坐标系。 ()
A. 错误
B. 正确
正确答案:
6. 在一个惯性系中不同地但同时发生的两事件,在另一个惯性系中一定同时发生()
A. 错误
B. 正确
正确答案:
7. 系统由一个状态改变到另一个状态时所作的功,不仅取决于它的始末状态,而且与它所经历的过程有关()
B. 速度不为0,加速度一定也不为0
C. 加速度很大,速度一定也很大
D. 加速度减小,速度的变化一定也减小
正确答案:
13. 下列说法中正确的是()
A. 在圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心。
B. 匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变。
C. 物体做曲线运动时,速度方向一定在运动轨道的切线方向,法向分速度恒等于零,因此其法向加速度也一定等于零。
C. 当分子间距离r>r0时,随着r的增大,分子间斥力在减小,引力在增大,合力显引力
D. 当分子间距离大于几十个埃时,分子间的作用力几乎等于零
正确答案:
4. 同一温度下,比较氢分子与氧分子的速率,不正确的说法是()
A. 氢分子的平均速率大
B. 氧分子的平均速率大
C. 两种分子的平均速率相等
A. m*mg*g/4k
B. m*mg*g/3k
C. m*mg*g/2k
D. 2m*mg*g/k
正确答案:
3. 假设月球上有丰富的矿藏,将来可把月球上的矿石不断地移到地球上。月球与地球之间的距离保持不变,那么月球与地球之间的万有引力将()
A. 越来越大

高考物理选考热学计算题(一)含答案与解析

高考物理选考热学计算题(一)含答案与解析

高考物理选考热学计算题(一)评卷人得分一.计算题(共50小题)1.开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置,开始时质量不计的活塞停在卡口处,气体温度为27℃,压强为0.9×105 Pa,体积为1×10﹣3m3,现缓慢加热缸内气体,试通过计算判断当气体温度为67℃时活塞是否离开卡口。

(已知外界大气压强p0=1×105Pa)2.铁的密度ρ=7.8×103kg/m3、摩尔质量M=5.6×10﹣2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1.可将铁原子视为球体,试估算:(保留一位有效数字)①1 克铁含有的分子数;②铁原子的直径大小.3.如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S=0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。

A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。

A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k=5×103N/m的较长的弹簧相连。

已知大气压p0=1×105Pa,平衡时两活塞之间的距离l0=0.6m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后保持平衡。

此时用于压A的力F=500N.求活塞A下移的距离。

4.如图,密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上,杯盖质量为m,杯身与热水的总质量为M,杯子的横截面积为S.初始时杯内气体的温度为T0,压强与大气压强p0相等.因杯子不保温,杯内气体温度将逐步降低,不计摩擦.(1)求温度降为T1时杯内气体的压强P1;(2)杯身保持静止,温度为T1时提起杯盖所需的力至少多大?(3)温度为多少时,用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起?5.如图,上端开口、下端封闭的足够长的细玻璃钌竖直放置,﹣段长为l=15.0cm 的水银柱下方封闭有长度也为l的空气柱,已知大气压强为p0=75.0cmHg;如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周.求在开口向下时管内封闭空气柱的长度.6.如图所示为一种减震垫,由12个形状相同的圆柱状薄膜气泡组成,每个薄膜气泡充满了体积为V1,压强为p1的气体,若在减震垫上放上重为G的厚度均匀、质量分布均匀的物品,物品与减震垫的每个薄膜表面充分接触,每个薄膜上表面与物品的接触面积均为S,不计每个薄膜的重,大气压强为p0,气体的温度不变,求:(i)每个薄膜气泡内气体的体积减少多少?(ii)若撤去中间的两个薄膜气泡,物品放上后,每个薄膜上表面与物品的接触面积增加了0.2S,这时每个薄膜气泡的体积又为多大?7.一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞的面积为1.5×10﹣3m2,如图1所示,开始时气体的体积为3.0×10﹣3m3,现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙,最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一.设大气压强为1.0×105Pa.重力加速度g取10m/s2,求:(1)最后气缸内气体的压强为多少?(2)最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克?(3)在P﹣V图上(图2)画出气缸内气体的状态变化过程(并用箭头标出状态变化的方向).8.如图所示,竖直放置的气缸,活塞横截面积为S=0.01m2,厚度不计。

热学大学考试题及答案

热学大学考试题及答案

热学大学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 温度是表示物体冷热程度的物理量,其单位是:A. 摄氏度B. 开尔文C. 华氏度D. 牛顿答案:A、B2. 热力学第一定律表明能量守恒,其数学表达式是:A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔH = Q + WD. ΔH = Q - W答案:A3. 在绝热过程中,下列哪一项是恒定的?A. 内能B. 温度C. 压力D. 体积答案:A4. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式,其中不需要介质的是:A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热对流和热辐射答案:C5. 理想气体状态方程为:A. PV = nRTB. PV = P1V1C. PV = nT/RD. P1V1/T1 = P2V2/T2答案:A二、填空题(每题3分,共30分)6. 热力学第二定律表明,不可能从单一热源吸热使之完全转化为________,并由此产生其他效果。

答案:功7. 在一定压力下,一定质量的理想气体的温度每升高(或降低)1摄氏度,气体的体积升高(或降低)的比例叫做________。

答案:热膨胀系数8. 热力学温标T与摄氏温标t之间的关系是 T = t + ________。

答案:273.159. 两个温度分别为T1和T2的物体发生热传递,最终达到热平衡时,它们的共同温度为________。

答案:T1 和 T2 的平均值10. 热机的效率η定义为________与________之比。

答案:有用功;输入热量三、简答题(每题10分,共20分)11. 解释什么是熵?熵增加原理有何意义?答案:熵是热力学系统的无序度的量度,通常用来描述系统的热力学状态。

熵增加原理表明,在孤立系统中,自发过程会导致系统熵的增加,这与时间的不可逆性有关,是热力学第二定律的一个表述。

12. 什么是相变?请举例说明。

答案:相变是指物质在一定条件下从一种相态转变为另一种相态的过程。

大学物理热学试题试题库及答案

大学物理热学试题试题库及答案

大学物理热学试题题库及答案一、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种气体得分子数密度为n1,它产生得压强为p1,B种气体得分子数密度为2n1,C种气体得分子数密度为3 n1,则混合气体得压强p为(A) 3p1。

(B) 4 p1.(C)5p1. (D) 6 p1.ﻩﻩﻩ[]2、若理想气体得体积为V,压强为p,温度为T,一个分子得质量为m,k为玻尔兹曼常量,R 为普适气体常量,则该理想气体得分子数为:(A)pV / m。

(B) pV / (kT).(C) pV/(RT). (D)pV/(mT)。

[ ]3、有一截面均匀得封闭圆筒,中间被一光滑得活塞分隔成两边,如果其中得一边装有0。

1 kg某一温度得氢气,为了使活塞停留在圆筒得正中央,则另一边应装入同一温度得氧气得质量为:(A)(1/16) kg。

(B)0.8kg.(C)1.6kg. (D) 3。

2 kg。

[ ]4、在标准状态下,任何理想气体在1m3中含有得分子数都等于(A)6、02×1023。

(B)6、02×1021.(C)2、69×1025. (D)2、69×1023。

(玻尔兹曼常量k=1、38×10-23J·K-1)[ ]5、一定量某理想气体按pV2=恒量得规律膨胀,则膨胀后理想气体得温度(A)将升高. (B)将降低.(C)不变. (D)升高还就是降低,不能确定.[ ]6、一个容器内贮有1摩尔氢气与1摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生得压强分别为p1与p2,则两者得大小关系就是:(A)p1〉p2.(B)p1〈p2.(C) p1=p2.(D)不确定得。

[]7、已知氢气与氧气得温度相同,请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分子得质量比氢分子大,所以氧气得压强一定大于氢气得压强.(B)氧分子得质量比氢分子大,所以氧气得密度一定大于氢气得密度.(C)氧分子得质量比氢分子大,所以氢分子得速率一定比氧分子得速率大、(D)氧分子得质量比氢分子大,所以氢分子得方均根速率一定比氧分子得方均根速率大。

2017年物理高考真题 15 热学

2017年物理高考真题 15 热学

专题15 热学1.(2017全国卷Ⅰ)(1)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.下列说法正确的是________.A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大答案:ABC解析:本题考查考生对气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的理解.根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知,题图中两条曲线下面积相等,选项A正确;题图中虚线占百分比较大的分子速率较小,所以对应于氧气分子平均动能较小的情形,选项B正确;题图中实线占百分比较大的分子速率较大,分子平均动能较大,根据温度是分子平均动能的标志,可知实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形,选项C正确;根据分子速率分布图可知,题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比,不能得出任意速率区间的氧气分子数目,选项D错误;由分子速率分布图可知,与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,选项E错误.(2)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃,汽缸导热.(i )打开K 2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; (ii )接着打开K 3,求稳定时活塞的位置;(iii )再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强. 答案:(i )V /2 2p 0 (i i ) 顶部 (i i i ) 1.6 p 0解析:(i )设打开K 2后,稳定时活塞上方气体的压强为p 1,体积为V 1.依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程.由玻意耳定律得011p V pV =①011(3)(2)p V p V V =-②联立①②式得12VV =③ 102p p =④(iii )设加热后活塞下方气体的压强为p 3,气体温度从T 1=300 K 升高到T 2=320 K 的等容过程中,由查理定律得3212p p T T '=⑦ 将有关数据代入⑦式得p 3=1.6p 0⑧2.(2017全国卷Ⅱ)(1)如图,用隔板将一绝热气缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个气缸.待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是________.A .气体自发扩散前后内能相同B .气体在被压缩的过程中内能增大C .在自发扩散过程中,气体对外界做功D .气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E .气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变 答案:ABD解析:气体向真空扩散过程中不对外做功,且又因为气缸绝热,可知气体自发扩散前后内能相同,选项A 正确,C 错误;气体在被压缩的过程中活塞对气体做功,因气缸绝热,则气体内能增大,选项BD 正确;气体在被压缩的过程中,因气体内能增加,则温度升高,气体分子的平均动能增加,选项E 错误;故选ABD.(2)一热气球体积为V ,内部充有温度为T a 的热空气,气球外冷空气的温度为T b .已知空气在1个大气压、温度T 0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g .(i )求该热气球所受浮力的大小; (ii )求该热气球内空气所受的重力;(iii )设充气前热气球的质量为m 0,求充气后它还能托起的最大质量. 答案:(i )00bgVT T ρ (ii )00agVT T ρ (iii )00000baVT VT m T T ρρ--解析:(i )设1个大气压下质量为m 的空气在温度T 0时的体积为V 0,密度为00m V ρ=① 温度为T 时的体积为V T ,密度为:()Tm T V ρ=②由盖-吕萨克定律可得:00TV V T T=③ 联立①②③解得:0()T T Tρρ=④ 气球所受的浮力为:()b f T gV ρ=⑤ 联立④⑤解得:00bgVT f T ρ=⑥(ⅱ)气球内热空气所受的重力:()a G T Vg ρ=⑦ 联立④⑦解得:0aT G Vg T ρ=⑧ (ⅲ)设该气球还能托起的最大质量为m ,由力的平衡条件可知:mg =f –G –m 0g ⑨ 联立⑥⑧⑨可得:00000baVT VT m m T T ρρ=--3.(2017全国卷Ⅲ)(1)如图,一定质量的理想气体从状态a 出发,经过等容过程ab 到达状态b ,再经过等温过程bc 到达状态c ,最后经等压过程ca 回到状态a .下列说法正确的是_______.A .在过程ab 中气体的内能增加B .在过程ca 中外界对气体做功C .在过程ab 中气体对外界做功D .在过程bc 中气体从外界吸收热量E .在过程ca 中气体从外界吸收热量 答案:ABD解析:在过程ab 中,体积不变,外界不对气体做功,气体也不对外界做功,压强增大,温度升高,内能增加,A 正确,C 错误;在过程ca 中,气体体积缩小,外界对气体做功,压强不变,温度降低,故内能减小,由热力学第一定律可得气体向外界放出热量,B 正确,E 错误;在过程bc 中,温度不变,内能不变,体积增大,气体对外界做功,由热力学第一定律可知,气体要从外界吸收热量,D 正确.(2)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a )所示,玻璃泡M 的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K 1和K 2.K 1长为l ,顶端封闭,K 2上端与待测气体连通;M 下端经橡皮软管与充有水银的容器R 连通.开始测量时,M 与K 2相通;逐渐提升R ,直到K 2中水银面与K 1顶端等高,此时水银已进入K 1,且K 1中水银面比顶端低h ,如图(b )所示.设测量过程中温度、与K 2相通的待测气体的压强均保持不变.已知K 1和K 2的内径均为d ,M 的容积为V 0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g .求:(i )待测气体的压强;(ii )该仪器能够测量的最大压强.答案:(i )2220π4π()gd h V d l h ρ+- (ii )22π4gd l V ρ解析:(i )水银面上升至M 的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为V ,压强等于待测气体的压强p .提升R ,直到K 2中水银面与K 1顶端等高时,K 1中的水银面比顶端低h ;设此时封闭气体的压强为p 1,体积为V 1,则20π4d l V V =+① 21π4d hV =② 由力学平衡条件得1p p gh ρ=+③整个过程为等温过程,由玻意耳定律得11pV pV =④联立①②③④式得2220π4π()gd h p V d l h ρ=+-⑤(ii )由题意知h l ≤⑥联立⑤⑥式有22π4gd l p V ρ≤⑦该仪器能够测量的最大压强为22maxπ4gd l p V ρ=⑧4.(2017江苏卷)(1)一定质量的理想气体从状态A 经过状态B 变化到状态C ,其V –T 图象如图所示.下列说法正确的有_________. A.A →B 的过程中,气体对外界做功 B.A →B 的过程中,气体放出热量 C.B →C 的过程中,气体压强不变 D.A →B →C 的过程中,气体内能增加答案:BC解析:本题考查气体状态变化图象.由题图可知,从A 到B 气体的体积减小,外界对气体做功,A 项错误;从A 到B 过程气体的温度不变,内能不变,根据热力学第一定律可知,气体放出热量,B 项正确;由理想气体状态方程pV =nRT ,V =T 可知,从B 到C 气体发生的是等压变化,气体的温度在降低,内能在减少,C 项正确,D 项错误.(2)(甲)和(乙)图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30 s ,两方格纸每格表示的长度相同.比较两张图片可知:若水温相同,_________(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,___________(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈.答案:甲乙解析:温度相同,颗粒越大,布朗运动越不明显,所以若水温相同,甲中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,温度越高,布朗运动越明显,故乙中水分子的热运动较剧烈.(3)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol,其分子可视为半径为3×10–9 m的球,已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol–1.请估算该蛋白的密度.(计算结果保留一位有效数字)答案:33 110kg/m ρ=⨯5.(2017北京卷)以下关于热运动的说法正确的是A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大答案:C解析:本题考查分子动理论.水流的速度是机械运动的速度,不同于水分子无规则热运动的速度,A项错误;分子永不停息地做无规则运动,B项错误;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的热运动越剧烈,故C项正确;水的温度升高,水分子的平均动能增大,即水分子的平均运动速率增大,但不是每一个水分子的运动速率都增大,D项错误.6.(2017海南卷)关于布朗运动,下列说法正确的是()A.布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B.液体温度越高,液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C.在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸,都会发生布朗运动D.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的答案:ABE解析:A、布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动,故A正确.B、液体温度越高,分子热运动越激烈,液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈,故B正确.C、悬浮颗粒越大,惯性越大,碰撞时受到冲力越平衡,所以大颗粒不做布朗运动,故C错误.D、布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动,不是液体分子的无规则运动,故D错误.E、布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的,故E正确.7.(2017海南卷)一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭,D端与大气相通.用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧,并将两端向下竖直放置,如图所示.此时AB侧的气体柱长度l1=25cm.管中AB、CD两侧的水银面高度差h1=5cm.现将U形管缓慢旋转180°,使A、D两端在上,在转动过程中没有水银漏出.已知大气压强p0=76cmHg.求旋转后,AB、CD两侧的水银面高度差.答案:AB、CD两侧的水银面高度差为1cm.解析:对封闭气体研究,初状态时,压强为:p1=p0+h1=76+5cmHg=81cmHg,体积为:V1=l1s 设旋转后,气体长度增大△x,则高度差变为(5﹣2△x)cm此时气体的压强为:p2=p0﹣(5﹣2△x)=(71+2△x)cmHg体积为:V2=(25+△x)s根据玻意耳定律得:p1V1=p2V2,即:(81×25)=(71+2△x)(25+△x)解得:△x=2cm,根据几何关系知,AB、CD两侧的水银面高度差为:△h=5﹣2△x=1cm.。

大学热学试题及答案解析

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大学热学试题及答案解析一、选择题1. 热力学第一定律表明,能量守恒定律在热现象中同样适用,其数学表达式为:A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △U = Q + PD. △U = Q - P答案:B解析:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,表示系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。

因此,正确的表达式是△U = Q - W。

2. 理想气体状态方程为:A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = nMRTD. PV = mMRT答案:A解析:理想气体状态方程描述了理想气体在一定温度和压力下体积和物质的量之间的关系。

其中,P表示压力,V表示体积,n表示物质的摩尔数,R表示理想气体常数,T表示温度。

二、填空题1. 热传导的三种基本方式是:______、______和______。

答案:导热、对流、辐射解析:热传导的三种基本方式分别是导热、对流和辐射。

导热是指热量通过物质内部分子振动传递;对流是指热量通过流体的宏观运动传递;辐射是指热量通过电磁波传递。

2. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响,这被称为______。

答案:开尔文-普朗克表述解析:热力学第二定律有多种表述方式,其中开尔文-普朗克表述指出,不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。

三、简答题1. 简述热力学第三定律。

答案:热力学第三定律指出,当系统的温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于一个常数。

解析:热力学第三定律是关于低温物理和熵的一个定律。

它表明,绝对零度是无法达到的,因为当系统温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于一个常数,而不是零。

2. 解释为什么说热机的效率不可能达到100%。

答案:热机的效率不可能达到100%,因为根据热力学第二定律,不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。

解析:热机是将热能转化为机械能的设备。

由于热力学第二定律的限制,热机在工作过程中不可避免地会有能量损失,如热量散失、摩擦等,因此其效率不可能达到100%。

传热学-期中考试(答案)全文

传热学-期中考试(答案)全文

《传热学》—— 期中测试题(答案)一. 填空题(每空1分,共60分)1 某物体内温度分布的表达式为t = f(x,y,τ),此温度场为 二维 (填几维), 非稳态 (填稳态或非稳态)温度场。

2 傅里叶定律中的负号表示: 热量传递的方向与温度梯度的方向共线反向 。

3 一个给定的导热过程,其完整的数学描写包括 导热微分方程 和 定解 条件。

4 导热问题的常见边界条件有三类,写出三类边界条件的数学表达式:第一类边界条件为w 0,()t f ττ>= ,第二类边界条件为 w w 0,()()t q f nτλτ∂>=-=∂ ,第三类边界条件为 w w f 0,()()t h t t nτλ∂>-=-∂ 。

5 热阻的表示,通过平壁的导热热阻表示为:A δ ,通过圆筒壁的热阻表示为:)ln(2112d d l πλ ,通过球壁的热阻表示为:12111()4r r πλ-,肋片肋化表面侧的热阻表示为:001A h η 。

6 气体导热的机理是 气体分子不规则热运动和相互碰撞而产生的热量传递 。

7 按导热机理,水的三种状态,气态,液态和固态中, 固态 下导热系数最大。

8 导电性能好的金属,其导热性能也好,这是由于金属的导电和导热机理都是 依靠自由电子的迁移来完成的 。

9 按照导热机理,相同温度下下列材料:纯银,黄铜,纯铜中, 纯银 的导热系数最大。

10 我国国家标准规定:凡平均温度不高于350 ℃,导热系数不大于 0.12 W/(m ·k) 的材料,称为保温材料。

11 由多层等厚度平壁构成的传热壁面,若某层平壁所用材料的导热系数越大,则该壁面的热阻就越 小(填大或小) ,其两侧的温度差越 小 (填大或小)。

12 为了减小热损失,一蒸汽管道外包有两层隔热保温层,从材料利用的经济性出发,导热系数小的材料应设置在 内侧 (内侧还是外侧)。

13 工程上常采用肋片来 强化换热 。

对于一个传热过程,常常在表面传热系数 较小 (填较大或较小)的一侧,采用肋壁的形式。

大学物理物理-热力学课后参考答案

大学物理物理-热力学课后参考答案

m
4 1
Q放
M
CP (T4
T1)
p
2
3
1 Q放 1 T4 T1
p1
Q吸
T3 T2
p2
1
4
0
V
1 2
P2 1 P1 1
T2
T1
1
T1 T2
P1 P2
3 4
P2 1 P1 1
T3
T4
1
T4 T3
P1 P2
1
1
T1
P1 P2
T2
T4
P1 P2
P1 4
VC
VC 4V1
p1
a
c p1/4 b
V1
ca
等稳
W3
P1V1
ln
V1 Vc
P1V1 ln 4
净功
3
W
W1
W2
W3
( 4
ln
4) P1V1
净热
3
Q
W
( 4
ln
4) P1V1
0.636P1V1
三、4
循环效率
算Q1Q2还是算Q1W净
两绝热,算Q只两过程,算W四过程
m 2 3 Q吸 M CP (T3 T2 )
T3
1
1 Q放 Q吸
1 T4 T1 T3 T2
1
P1 P2
Q E W AB过程做功最大 内能增加最多 吸热最多
一、6 C 热二定律
(A)热量不能自发地从低温物体传到 高温物体。
(B)热不能全部变为功而不产生其它影响。 (D)无规则运动的能量不能自发地变为有
规则运动的能量。
一、7 B W图示面积 初终态E 热一比Q
由图 W 0 对外做正功. 由图 PaVa PbVb Ta Tb E 0 Q E W W 0 吸热

大学物理习题热学答案(上)

大学物理习题热学答案(上)

第六章 气体分子运动论一. 选择题⒈(B )⒉(B )⒊(C )⒋(C )⒌(C )⒍(C )⒎(C )⒏(D )⒐(D )⒑(C )⒒(B )⒓(B )⒔(C )⒕(B )⒖(D )⒗(C )⒘(A )⒙(B )⒚(B ) 二. 填空题⒈(本题5分)4573⑴描述物体运动状态的物理量,称为状态参量(如热运动状态的参量为p 、V 、T )。

⑵表征个别分子状况的物理量(如分子的大小、质量、速度等)称为微观量。

⑶表征大量分子集体特性的物理量(如p 、V 、T 、C 等)称为宏观量。

⒉(本题5分)4083体积、温度和压强分子的运动速度(或分子运动速度、分子的动量、分子的动能) ⒊(本题5分)4002 ⑴m/s kg 102124⋅⨯-.⑵s m 1031228⋅⨯/ ⑶Pa 1045⨯ ⒋(本题3分)4029gM RT mol 2ln⒌(本题3分)4028 m 10323⨯. ⒍(本题5分)4018kT 23 kT 25 mol )25(M MRT ⒎(本题5分)401612.5 J 20.8 J 24.9 J⒏(本题5分)554535 310⒐(本题5分)4072⑴ 1 ⑵ 2 ⑶310 ⒑(本题3分)45721 4⒒(本题3分)5336 1:1:1⒓(本题3分)4282⑵ ⑴⒔(本题3分)4032氩 氦⒕(本题5分)4036⑴⎰∞)d (vv v Nf⑵⎰⎰∞∞)d ()d (vvv v f vv vf⑶⎰∞)d (vv v f⒖(本题3分)4459⑴⎰∞100)d (v v f ⑵⎰∞100)d (v v Nf⒗(本题5分)4034⑴分布在P v ~∞速率区间的分子数占总分子数的百分率 ⑵分子平动动能的平均值 ⒘(本题3分)4666降低⒙(本题5分)4040m/s 1000m/s 21000⒚(本题5分)4055-17s 105.42⨯cm 106-5⨯⒛(本题3分)4956221.(本题3分)45611 m o l2 m o l M M三. 计算题⒈(本题10分)4062解:据力学平衡条件,当水银滴刚好处在管的中央维持平衡,表明左、右两边氢气的体积相等,压强也相等。

大学物理热学试题试题库及答案

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大学物理热学试题题库及答案一、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2n1,C种气体的分子数密度为3n1,则混合气体的压强p为(A) 3 p1.(B) 4 p1.(C) 5 p1.(D) 6 p1.[]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 m3中含有的分子数都等于×1023.×1021.×1025.(D)×1023.(玻尔兹曼常量k=×10-23 J·K-1 ) []5、一定量某理想气体按pV2=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p1和p2,则两者的大小关系是:(A) p1> p2.(B) p1< p2.(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方均根速率大.[]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.(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. [ ]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 23. (B)kT 23. (C)RT 25. (D)kT 25. [ ] (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ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ 不同.(B) n 不同,(E K /V )不同,ρ 相同.(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ 不同.(D) n 相同,(E K /V )相同,ρ 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:(A)25pV . (B) 23pV . (C) pV . (D) 21pV . [ ]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,N A 为阿伏加得罗常量)(A) pV Mm 23. (B) pV M M mol 23. (C)npV 23. (D)pV N M M A 23mol . [ ]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) (23kT +25kT ). (B) 21(N 1+N 2) (23kT +25kT ). (C) N 123kT +N 225kT . (D) N 125kT + N 223kT . [ ]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22H O /v v 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 v v v ==2/12)( (B) 2/12)(v v v <=p (C) 2/12)(v v v <<p (D)2/12)(v v v >>p [ ]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v p 1和v p 2,分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2).若T 1>T 2,则(A) v p 1 > v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).(B) v p 1 > v p 2, f (v p 1)< f (v p 2).(C) v p 1 < v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).(D) v p 1 < v p 2, f (v p 1)< f (v p 2). [ ]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) 21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) 0v 为最概然速率. (B) 0v 为平均速率. (C) 0v 为方均根速率. (D) 速率大于和小于0v 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λ的变化情况是:(A) Z 和λ都增大一倍.(B) Z 和λ都减为原来的一半.(C) Z 增大一倍而λ减为原来的一半.(D) Z 减为原来的一半而λ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Zf (v )0和平均自由程λ的变化情况是: (A) Z 减小而λ不变. (B)Z 减小而λ增大. (C) Z 增大而λ减小. (D)Z 不变而λ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λ的变化情况是:(A) Z 和λ都增大. (B) Z 和λ都减小.(C) Z 增大而λ减小. (D) Z 减小而λ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λ的变化情况是:(A) Z 减小,但λ不变. (B) Z 不变,但λ减小.(C) Z 和λ都减小. (D) Z 和λ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λ的变化情况是:(A) Z 增大,λ不变. (B) Z 不变,λ增大. (C) Z 和λ都增大. (D) Z 和λ都不变. [ ]31、 在一个体积不变的容器中,储有一定量的理想气体,温度为T 0时,气体分子的平均速率为0v ,分子平均碰撞次数为0Z ,平均自由程为0λ.当气体温度升高为4T 0时,气体分子的平均速率v ,平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为:(A) v =40v ,Z =40Z ,λ=40λ.(B) v =20v ,Z =20Z ,λ=0λ.(C) v =20v ,Z =20Z ,λ=40λ.(D) v =40v ,Z =20Z ,λ=0λ. [ ]32、在一封闭容器中盛有1 mol 氦气(视作理想气体),这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于(A) 压强p . (B) 体积V .(C) 温度T . (D) 平均碰撞频率Z . [ ]33、一定量的某种理想气体若体积保持不变,则其平均自由程λ和平均碰撞频率Z 与温度的关系是:(A) 温度升高,λ减少而Z 增大.(B) 温度升高,λ增大而Z 减少.(C) 温度升高,λ和Z 均增大.(D) 温度升高,λ保持不变而Z 增大. [ ]34、一容器贮有某种理想气体,其分子平均自由程为0λ,若气体的热力学温度降到原来的一半,但体积不变,分子作用球半径不变,则此时平均自由程为 (A)02λ. (B) 0λ. (C)2/0λ. (D) 0λ/ 2. [ ]35、图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程,图(a)和(b)则为半径不等的两个圆.那么:(A) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为正.图(c)总净功为零.(B) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图(c)总净功为正.(C) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图(c)总净功为零.(D) 图(a)总净功为正.图(b)总净功为正.图(c)总净功为负.36、 关于可逆过程和不可逆过程的判断:(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程.(2) 准静态过程一定是可逆过程.(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程.(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程.以上四种判断,其中正确的是(A) (1)、(2)、(3).(B) (1)、(2)、(4).(C)(2)、(4). (D)(1)、(4). [ ]V 图(a) V图(b) V 图(c)37、如图所示,当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时,气体所经历的过程(A) 是平衡过程,它能用p─V图上的一条曲线表示.(B) 不是平衡过程,但它能用p─V图上的一条曲线表示.(C) 不是平衡过程,它不能用p─V图上的一条曲线表示.(D) 是平衡过程,但它不能用p─V图上的一条曲线表示.[]38、在下列各种说法(1) 平衡过程就是无摩擦力作用的过程.(2) 平衡过程一定是可逆过程.(3) 平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.(4) 平衡过程在p-V图上可用一连续曲线表示.中,哪些是正确的?(A) (1)、(2).(B) (3)、(4).(C) (2)、(3)、(4).(D) (1)、(2)、(3)、(4).[]39、设有下列过程:(1) 用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体.(设活塞与器壁无摩擦)(2) 用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升.(3) 一滴墨水在水杯中缓慢弥散开.(4) 一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动.其中是可逆过程的为(A) (1)、(2)、(4).(B) (1)、(2)、(3).(C) (1)、(3)、(4).(D) (1)、(4).[]40、在下列说法(1) 可逆过程一定是平衡过程.(2) 平衡过程一定是可逆的.(3) 不可逆过程一定是非平衡过程.(4) 非平衡过程一定是不可逆的.中,哪些是正确的?(A) (1)、(4).(B) (2)、(3).(C) (1)、(2)、(3)、(4).(D) (1)、(3).[]41、置于容器内的气体,如果气体内各处压强相等,或气体内各处温度相同,则这两种情况下气体的状态(A) 一定都是平衡态.(B) 不一定都是平衡态.(C) 前者一定是平衡态,后者一定不是平衡态.(D) 后者一定是平衡态,前者一定不是平衡态. [ ]42、气体在状态变化过程中,可以保持体积不变或保持压强不变,这两种过程(A) 一定都是平衡过程.(B) 不一定是平衡过程.(C) 前者是平衡过程,后者不是平衡过程.(D) 后者是平衡过程,前者不是平衡过程. [ ]43、如图所示,一定量理想气体从体积V 1,膨胀到体积V 2分别经历的过程是:A →B 等压过程,A →C 等温过程;A→D 绝热过程,其中吸热量最多的过程(A) 是A →B.(B)是A →C.(C)是A →D.(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。

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《大学物理Ⅰ》(下)热学测试题
课程代码 c0103002 成绩
一、填空题(每题5分,共25分)
1. 已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?( D )
(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方均根速率大. 2.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v p 1和v p 2,
分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2).若T 1>T 2,则 ( B ) (A) v p 1 > v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).
(B) v p 1 > v p 2, f (v p 1)< f (v p 2). (C) v p 1 < v p 2, f (v p 1)> f (v p 2). (D) v p 1 < v p 2, f (v p 1)< f (v p 2).
3、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λ的变化情况是:( C )
(A) Z 和λ都增大一倍. (B) Z 和λ都减为原来的一半.
(C) Z 增大一倍而λ减为原来的一半. (D) Z 减为原来的一半而λ增大一倍. 4. 物质的量相同的两种理想气体, 一种是单原子分子气体, 另一种是双原子分子气 体, 从同一状态开始经等体升压到原来压强的两倍.在此过程中, 两气体( B ) (A) 从外界吸热和内能的增量均相同 (B) 从外界吸热和内能的增量均不相同 (C) 从外界吸热相同, 内能的增量不相同 (D) 从外界吸热不同, 内能的增量相同
5. 在下面节约与开拓能源的几个设想中, 理论上可行的是( B ) (A) 在现有循环热机中进行技术改进, 使热机的循环效率达100% (B) 利用海面与海面下的海水温差进行热机循环做功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外做功 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外做功
二、计算题(本题35分):容器内有11 kg 二氧化碳和2 kg 氢气(两种气体均视为刚性分子的理想气体),已知混合气体的内能是8.1×106 J .求:
(1) 混合气体的温度; (2) 两种气体分子的平均动能.
(二氧化碳的M =44×10-3 kg·mol -1 ,玻耳兹曼常量k =1.38×10-23J·K -1 ,摩尔气体常量R =8.31 J·mol -1·K -1 )
解:(1) RT M m i RT M m i E 2
2
211122+= R M m i M m i E
T ⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=
22211122=300 K (2) kT 26
1=ε=1.24×10-20 J
kT 2
52=ε=1.04×10-20 J
三、证明和计算题(本题40分):(1)证明:工作于热力学温度为1T 和2T (12T T >)的热源之间的卡诺热机的循环效率为:2
1
1T T η=-。

(2)若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50%,求高温热
源的温度需提高多少?
(1) 卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成
A —
B 为等温膨胀吸热过程:
或2
111ln P P
RT Q Q ab ν==
C —
D 为等温压缩放热过程:
2111ln
ab V Q Q RT V ν==3224
ln cd V Q Q RT V ν==
或3
422ln P P
RT Q Q cd ν==
B —
C 为绝热过程
或γγγγ
213112
T P T P --=
D — A 为绝热过程 或γγγγ
214111
T P T P --=
有: 或3
4
21P P P P =
得循环效率为:
或 1
22
13412121ln ln
11T T P P P P T T Q Q -=-=-=η (2) 设高温热源的温度分别为: 1T '和1T '',低温热源温度为2T ,由2
1
1T T η=-
,可得: 211T T η'=-
', 211T T η''=-''
, 所以1121193.311T T T T K ηη⎛⎫
'''∆=-=-= ⎪'''--⎝⎭
11
1223TV T V γγ--=11
1214V
T V
T
γγ--=2
3
1
4
V V V V =3
222
42111
1ln
111ln V Q T T V V Q T T V η=-=-=-。

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