大学物理综合练习-下.pdf

1 两个完全相同的气缸内盛有同类气体 设其初始状态相同 两个完全相同的气缸内盛有同类气体 设其初始状态相同 今使它们分别作绝热压缩至相同的体积 其中气缸今使它们分别作绝热压缩至相同的体积 其中气缸 1 内的压缩内的压缩 过程是非准静态过程 而气缸过程是非准静态过程 而气缸 2 内压缩过程则是准静态过程 内压缩过程则是准静态过程 比较这两种情况的温度变化 比较这两种情况的温度变化 A 气缸 气缸 1 和和 2 内气体的温度变化相同 内气体的温度变化相同 B 气缸 气缸 1内的气体较气缸内的气体较气缸 2 内气体的温度变化大 内气体的温度变化大 C 气缸 气缸 1内的气体较气缸内的气体较气缸 2 内气体的温度变化小 内气体的温度变化小 D 气缸 气缸 1 和和 2 内气体的温度无变化 内气体的温度无变化 解 非准静态过程外界对系统做功较大 由解 非准静态过程外界对系统做功较大 由 Q U A 气缸气缸1的气体内能增量大 答案的气体内能增量大 答案 B 综 合 练 习综 合 练 习 2 某种气体 视为理想气体 在标准状态下的密度为某种气体 视为理想气体 在标准状态下的密度为 0 0894 kg m3 则该气体的定压摩尔热容则该气体的定压摩尔热容 Cp 定容摩尔热容定容摩尔热容 Cv 摩尔气体常量 摩尔气体常量 R 8 31 J mol 1 K 1 解 解 100 2 1001 1 27331 80894 0 13 5 molkg p RT RT p V M RT M pV 为为氢氢气 气 i 5 1 29 2 7 molKJRRCC Vp 8 20 2 5 molKJRCV 29 1 J K mol 20 8 J K mol 3 关于可逆关于可逆和和不可逆不可逆过程有过程有以以下下几几种种说法说法 1 可逆可逆过程过程一一定是定是平衡平衡过程 过程 2 平衡平衡过程过程一一定是定是可逆可逆过程 过程 3 不可逆不可逆过程过程一一定定找不到另一找不到另一过程使系统和外界过程使系统和外界 同同时复原时复原 4 非 非平衡平衡过程过程一一定是定是不可逆不可逆过程 过程 以上说法以上说法 正确正确的是的是 A 1 2 3 B 2 3 4 C 1 3 4 D 1 2 3 4 答案 答案 C 4 在大气中有在大气中有一一绝热气缸 其中绝热气缸 其中装装有有一一定量的理想气体 定量的理想气体 然后用电炉徐徐供然后用电炉徐徐供热 热 如图所示如图所示 使 使活塞活塞 无摩 无摩擦地擦地 缓慢上升缓慢上升 在 在此此过程中 过程中 以以下下物物理量理量将如何将如何变化变化 选用 选用 变大变大 变小变小 不 不变变 填空 填空 1 气体压 气体压强强 2 气体分 气体分子平均动子平均动能 能 3 气体内能 气体内能 不不变变 变大变大 变大变大 5 如图所示如图所示 一一定量的理想气体 定量的理想气体 沿着图沿着图中中直线从直线从状态状态 a 压 压强强 p1 4atm 体积体积 V1 2L 变 变到到状态状态 b 压 压强强 p2 2atm 体积体积 V2 4L 则 则此此过程中过程中 A 气体对外做气体对外做正正功 功 向向外界外界放出放出热量 热量 B 气体对外做气体对外做正正功 功 从从外界外界吸吸热 热 C 气体对外做气体对外做负负功 功 向向外界外界放出放出热量 热量 D 气体对外做气体对外做正正功 内能功 内能减少减少 a b 2 4 V L P atm 2 4 0 解 解 0 2211 UTT VpVp ba 答案 答案 B 6 一一定量理想气体 定量理想气体 从从同同一一状态状态开开始使其容积由始使其容积由 V1膨胀到膨胀到 2V1 分别 分别经历以经历以下下三三种过程 种过程 1 等等压过程压过程 2 等等温过程温过程 3 绝热过程 绝热过程 其中 其中 过程气体对外做功过程气体对外做功最多 最多 过程气体内能增过程气体内能增加最多 加最多 过程气体过程气体吸收吸收的热量的热量最多最多 解 解 V P O V1 2V1 等等压压 等等温温 绝热绝热 等等压压 等等压压 等等压压 7 若若 f v 为气体分为气体分子速率子速率分分布函数布函数 N 为分为分子总数子总数 m为为 分分子质子质量 则量 则dvvNfmv v v 2 1 2 2 1 的的物物理理意义意义是是 A 速率速率为为 v2的的各各分分子子的的总平动动总平动动能能与速率与速率为为 v1的的各各分分子子 的的总平动动总平动动能能之差之差 B 速率速率为为 v2的的各各分分子子的的总平动动总平动动能能与速率与速率为为 v1的的各各分分子子 的的总平动动总平动动能能之之和 和 C 速率 处速率 处在在速率间速率间隔隔 v1 v2之之内的分内的分子子的的平均平动动平均平动动 能 能 D 速率 处速率 处在在速率间速率间隔隔 v1 v2之之内的分内的分子子的的平动动平动动能能之之 和 和 答案 答案 D Ndv dN vf 由由 8 气缸内盛有气缸内盛有一一定量的定量的氢氢气 气 可可视作理想气体 视作理想气体 当当温度温度 不不变而压变而压强强增大增大一一倍倍时时 氢氢气分气分子子的的平均平均碰撞次碰撞次数数和和平均平均自自 由程的变化情况是 由程的变化情况是 Z Z A 和和都都增大增大一一倍倍 Z B 和和都都减减为为原原来来的的一一半半 Z C 增大增大一一倍倍而而减减为为原原来来的的一一半半 Z D 减减为为原原来来的的一一半半而增大而增大一一倍倍 解 解 2 1 2 2 2 ndZ v nvdZ npTnkTp则不变 答案 答案 C 9 一一定量的某种理想气体 定量的某种理想气体 先先经经过过等等容过程使其热容过程使其热力学力学温温 度度升升高高为为原原来来的的 4倍倍 再再经经过过等等温过程使其体积温过程使其体积膨胀膨胀为为原原来来的的 2 倍倍 则分 则分子子的的平均平均碰撞频碰撞频率率变为变为原原来来的的 倍倍 解 解 O V P P0 V0 T0 4P0 V0 4T0 2P0 2V0 4T0 kT p m kT d nvdZ 8 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 0 0 0 0 0 T T p p T p T p Z Z 1 1 2 1 Z 1 v 解 解 nnnvdZ 2 1 2 2 E1 10 绝热容绝热容器器内内部被部被一一隔板隔板分为相分为相等等的两的两部部分 分 左边充满左边充满 理想气体 内能为理想气体 内能为 E1 温度为 温度为 T1 气体分 气体分子平均速率子平均速率为 为 平均平均碰撞频碰撞频率率为 为 右边右边是是真真空空 把隔板抽把隔板抽出出 气体 气体将将充满充满 整整个容个容器器 当当气体气体达达到平衡时到平衡时 气体的内能为 气体的内能为 分分子子的的平均速率平均速率为为 分分子子的的平均平均碰撞频碰撞频率率为为 1 v 1 Z 11 当当理想气体理想气体处于平衡处于平衡态态时时 气体分 气体分子速率子速率分分布函数布函数为为 f v 分分子处于最可几速率子处于最可几速率 vp至至 范围 范围内的内的几率几率 N N p v dvvf 12 三三个容个容器器 A B C 中中装装有同种理想气体 其分有同种理想气体 其分子数子数密密 度度 n 相同而相同而方方均均根根速率速率值值比为比为 4 2 1 212212212 CBA vvv 则其压则其压强之强之比比 CBA ppp 8 4 1 16 4 1 1 2 4 4 2 1 DCBA 解 由解 由题题意可意可知知4 2 1 CBA TTT 且且 p nkT 故故16 4 1 CBACBA TTTppp 答案 答案 C 13 两容两容器器内分别盛有内分别盛有氢氢气和气和氦氦气 气 若若它们的温度和它们的温度和质质量量 分别相分别相等等 则 则 A 两种气体分两种气体分子子的的平均平动动平均平动动能相能相等等 B 两种分两种分子子的的平均动平均动能相能相等等 C 两种气体分两种气体分子子的的平均速率平均速率相相等等 D 两种气体的内能相两种气体的内能相等等 解 分解 分子子的的平均平动动平均平动动能能kT t 2 3 分分子子的的平均动平均动能 能 kT 2 5 氢氢气气 氦氦气气kT 2 3 平均速率平均速率 在温度相同 在温度相同时时 与与分分子质子质量量平平方根成反方根成反比 比 气体内能 在温度气体内能 在温度 质 质量相同量相同时时 与与摩尔摩尔质质量量成反成反比 比 与与 自自由度由度成成正正比 比 答案 答案 A 14 3 mol 的理想气体的理想气体开开始始时处时处在压在压强强 p1 6atm 温度温度 T1 500K 的的平衡平衡态 态 经经过过一一个个等等温过程 压温过程 压强强变为变为 p2 3atm 该气体在该气体在此等此等温过程中温过程中吸收吸收的热量的热量 Q J 摩尔气体常量 摩尔气体常量 R 8 31 J mol 1 K 1 解 解 1 3RTpV 2 1 1 1 2 1 1 ln3ln3 3 2 1 2 1 p p RT V V RT V dV RTpdVAQ V V V V 1064 8 2ln50031 8 3 3 JQ 3 1064 8 15 已知已知某某单色光照射单色光照射到到金属表面产生了光金属表面产生了光电电效应效应 若此若此金金 属属的的逸逸出电出电势势是是 U0 使使电子从电子从金属逸金属逸出出需需做功做功 eU0 则则此此单单 色光色光的的波长 必须满足波长 必须满足 00 00 hc eU D hc eU C eU hc B eU hc A 解 解 0 0 2 2 1 eU hc eU hc Ah Amvh 答案 答案 A 16 氢原子氢原子中中电子从电子从 n 3 的的激发激发态态被被电电离离出出去去 需要需要的能的能 量为量为 eV 解 解 51 1 3 1 6 13 22 1 eV n E En 1 51 17 在在 X 射射线线散射实验散射实验中 中 散射角 散射角 1 45o和和 2 60o散射散射 光波长改光波长改变量变量之之比 比 1 2 解 解 2 sin2 cos1 2 0 0 c cm h 586 0 22 60cos1 45cos1 0 0 2 1 0 586 18 用用频频率率为为 1的的单色光照射单色光照射某某一一金属金属时时 测得光测得光电子电子 的的最最大大动动能为能为 Ek1 用 用频频率率为为 2的的单色光照射单色光照射另一另一金属金属时时 测得光测得光电子电子的的最最大大动动能为能为 Ek2 如如果果 Ek1 Ek2 那么那么 A 1一一定大定大于于 2 B 1一一定小定小于于 2 C 1一一定定等于等于 2 D 1可可能大能大于于也也可可能小能小于于 2 解 解 222 111 AEh AEh k k 答案 答案 D 19 玻玻尔的尔的氢原子氢原子理理论论中中提提出出的的关于关于 和和的的假假设在设在现代现代的量的量子子力学力学理理 论论中中仍仍然然是两个是两个重要重要的的基本假基本假设 设 定态能定态能级级 能能级级跃迁决跃迁决定定谱谱线线频频率率 20 已知已知中中子子的的质质量是量是 m 1 67 10 27kg 当当中中子子的的动动能能等于等于 温度为温度为 T 300K 的热的热平衡平衡中中子子气体的气体的平均动平均动能能时时 其 其德德布布罗罗意意 波长波长为为 解 解 mkTmvp m kT vkTmv3 3 2 3 2 1 2 1046 1 3001038 11067 13 1063 6 3 10 2 1 2327 34 m mkT h p h 0 46 1 A 21 用用频频率率为为 1的的单色光照射单色光照射某某金属金属时时 测得测得饱饱和和电电流流为为 I1 以以频频率率为为 2的的单色光照射单色光照射该该金属金属时时 测得测得饱饱和和电电流流为为 I2 若若 I1 I2 则则 A 1 2 B 1 2 C 1 2 D 1 与与 2的的关关系系还还不确不确定 定 解 解 饱饱和和光光电电流流与与单单位位时间时间的的光光电子数电子数成成正正比 比 与与频频率率无无关关 答案 答案 D 22 根根据据玻玻尔尔氢原子氢原子理理论论 氢原子氢原子中的中的电子电子在在第第一一和和第第三三 轨道轨道上上运运动时速动时速度大小度大小之之比比 V1 V3是是 A 1 3 B 1 9 C 3 D 9 解 解 3 3 11 v v n v vn答案 答案 C 23 如如果果两种两种不不同同质质量的量的粒粒子子 其 其德德布布罗罗意意