大学物理下册习题及答案

1、大学物理练习册物理教研室遍热 力 学（一）一、选择题：1、如图所示，当汽缸中的活塞迅速向外移动从而使汽缸膨胀时，气体所经历的过程（ A ）是平衡过程，它能用 PV 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。2、在下列各种说法中，哪些是正确的？（ 1）热平衡就是无摩擦的、平衡力作用的过程。（ 2）热平衡过程一定是可逆过程。（ 3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接。（ 4）热平衡过程在 P V 图上可用一连续曲线表示。（ A ）（ 1）、

2、（2）（B ）（ 3）、（ 4）（ C）（ 2）、（ 3）、（ 4）（D ）（ 1）、（ 2）、（3）、（ 4）3、设有下列过程：（ 1） 用活塞缓慢的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） 冰溶解为水。（ 4） 一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动。其中是逆过程的为（ A ）（ 1）、（2）、（ 4）（B ）（ 1）、（ 2）、（ 3）（ C）（ 1）、（ 3）、（ 4）（ D）（ 1）、（ 4）4、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

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）5、在下列说法中，哪些是正确的？（ 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。（ A ）（ 1）、（4）（ B ）（ 2）、（ 3）（ C）（ 1）、（ 2）、（ 3）、（ 4）（ D ）（ 1）、（ 3）6、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

4、，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。7、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）前者是平衡态，后者不是平衡态。（ D）后者是平衡态，前者不是平衡态。8、一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为P1、 V 1、 T 1，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 , 则以下各种说法正确的是:（ A

5、 ）不论经历的是什么过程，气体对外净做的功一定为正值。（ 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做功和外界净吸热的正负皆无法判断。二、填空题：1、在热力学中， “作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过_来完成的 ; “传递热量”是通过 _来完成的。2、设在某一过程 P 中，系统由状态 A 变为状态 B，如果 _ ，则过程 P 为可逆过程；如果 _ 则过程 P 为不可逆过程。，其原因是3、同一种理想气体的定压摩尔热容 C 大于定容摩尔热

6、容 Cvp_ 。4、 将热量 Q 传给一定量的理想气体，（ 1） 若气体的体积不变，则热量转化为_ 。（ 2）若气体的温度不变，则热量转化为_ 。（ 3）若气体的压强不变，则热量转化为_ 。5、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A / Q = _.E / Q = _ 。6、 3 mol 的理想气体开始时处在压强P1=6at m、温度 T 1 = 500K的平衡态。经过一个等温过程，压强变为P = 3 atm 。该气体在等温过程中吸收的热量为Q = _J 。 (摩尔气体常量 R = 8.31 J?mol-1?K

7、-1)27、 2 mol 单原子分子理想气体，经一等容过程后，温度从200K 上升到 500K ，若该过程为准静态过程，气体吸收的热量为 _；若为不平衡过程，气体吸收的热量为_。8、卡诺制冷机， 其低温热源温度为T2 = 300 K ，高温热源温度为 T 1 = 450 K ，每一循环从低温热源吸收 Q 2 = 400J。已知该制冷机的制冷系数为wQ2 T1T2（式中 A 为外界对系统作的功） ，则每一循环中外界必须作AT1功 A = _.三、计算题：1、有 1 mol 刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0 atm，温度为27?C，若经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm 。试求：

8、（ 1） 气体内能的增量；（ 2） 在该过程中气体所作的功；（ 3） 终态时，气体的分子数密度。（1 atm = 1.013 × 105 Pa，玻耳滋曼常数k = 1.38 ×10-23J?K -1 摩尔气体常量R=8.31J?mol -1?K -1）2、如图所示，a b c d a 为 1 mol 单原子分子理想气体的循环过程，求：（ 1） 气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；（ 2） 气体循环一次对外做的净功；（ 3） 证明 Ta Tc = T b T d。3、 一气缸内盛有一定量的单原子理想气体。若绝热压缩使其容积减半，问气体分子的平均速率为原来的几倍？热

9、力 学（二）1、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。2、氦、氮、水蒸气（均视为理想气体），它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使他们在体积不变情况下吸收相等的热量，则（ A ） 它们的温度升高相同，压强增加相同。（ B） 它们的温度升高相同，压强增加不相同。（ C） 它们的温度升高不相同，压强增加不相同。（ D） 它们的温度升高不相同，压强增加相同。3、一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分。两边分别装入质量相等、温度相同的 H 2 和

10、O2。开始时绝热板 P 固定。然后释放之，板 P 将发生移动（绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦可以忽略不计），在达到新的平衡位置后，若比较两边温度的高低，则结果是：（ A） H2比 O2温度高。（ B） O2 比 H 2温度高。（ C） 两边温度相等且等于原来的温度。（ D） 两边温度相等但比原来的温度降低了。4、如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为Po，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是（ A ） Po（ B） Po/2（ C） 2 r / Po（ D ）Po/2 r（ r = Cp / Cv ）5、 1 mo

11、l 理想气体从 P-V 图上初态 a 分别经历如图所示的（1）或（ 2）过程到达末态b。已知 Ta < Tb ，则这两过程中气体吸收的热量Q1 和 Q2 的关系是（A）Q1> Q2> 0（B）Q2 > Q1 > 0（C）Q2 < Q1 < 0（D）Q1 < Q2< 0（E）Q1= Q2 > 06、有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子理想气体），它们的温度和压强都相等，现将5 J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是（A）6 J（B）5 J（C）3 J（

12、D）2 J7、一定量的理想气体经历acb 过程时吸热200 J。则经历acbda 过程时，吸热为（ A） 1200 J（B ） 1000 J（ C）700 J（D）1000 J8、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比/Q等于（A）1 / 3（B）1 / 4（C）2 / 5（D）2 / 79、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的a b c d a 增大为 a bcd a，那么循环ab cda 与作的净功和热机效率变化情况是：（ A ）净功增大，效率提高。（ B ）净功增大，效率降低。（ C）净功和效率都不变。（ D ）净功增大，效率不变

13、。Aa bcda 所一、填空题：1、 如图所示，已知图中画不同斜线的两部分分别为S1 和 S2，那么（ 1）如果气体的膨胀过程为a 1b，则气体对外做功 A=;（ 2）如果气体进行 a 2b 1 a 的循环过程 ,则它对外做功A =2、已知1 mol的某种理想气体（可视为刚性分子），在等压过程中温度上升1 K，内能增加了20.78 J，则气体对外做功为_,气体吸收热量为_.3、刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为A ，则传递给气体的热量为_ _ 。4、热力学第二定律的克劳修斯叙述是：_ ；开尔文叙述是_.5、从统计的意义来解释：不可逆过程实质上是一个_ 的转变过程。一切实际过程都向着

14、_ 的方向进行。6、由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边是真空。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）。二、计算题：1、一定量的单原子分子理想气体，从A 态出发经等压过程膨胀到B 态，又经绝热过程膨胀到C 态，如图所示。试求这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量。2、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照V = a /的规律变化，其中a 为已知常数。试求：（ 1） 气体从体积 V 1 膨胀到 V 2 所作的功；（ 2） 体积为 V 1 时的温度 T1 与体积为 V 2 时的温度 T

15、2 之比。3、一卡诺热机 （可逆的），当高温热源的温度为127 °C、低温热源温度为27°CJ。今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功时，其每次循环对外作净功800010000 J。若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝缘线之间，试求：（ 1）第二个循环热机的效率；（ 2）第二个循环的高温热源的温度。4、一定量的刚性双原子分子的理想气体，处于压强 P1= 10 atm 、温度 T 1 = 500K 的平衡态，后经历一绝热过程达到压强 P2 = 5 atm 、温度为 T2 的平衡态。求 T 2。热力学(三)一、选择题1、设高温热源的热力学温度是低温热源

16、的热力学温度的的热量是从高温热源吸取的热量的(A) n 倍(B) n 1 倍n 倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源(C)倍(D)倍2、 一定量理想气体经历的循环过程用V-T曲线表示如题2 图，在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是(A) A(C) C B A(B) B(D) BCC 和C A3、所列题 3 图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，的图的标号。请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程VP（A ）P（B）CBOPA绝热绝热等温等容等容VO等温V等压（C）P（D）等温绝热绝热绝热绝热OT OV OV题 2 图题 3 图和 S ，则二者的大小关系是4、理想气体卡诺循环过程

17、的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分 )，分割为 S(A) S> S(B) S= S121212(C) S1< S2(D) 无法确定PS2S1V5、“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。6、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后(A) 温度不变

18、，熵增加。(B)温度升高，熵增加。(C) 温度降低，熵增加。(D)温度不变，熵不变。7、一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V 1 增至 V 2，在此过程中气体的(A) 内能不变，熵增加。(B) 内能不变，熵减少。(C) 内能不变，熵不变。(D) 内能增加，熵增加。8、给定理想气体，从标准状态(P ，V，T)开始作绝热膨胀，体积增大到3 倍，膨胀后温度T、压强 P 与标000准状态时 T 0、 P0 之关系为 (为比热比 )(A)T=()rT0;P = ()r-10(B)T=()r-1T0;P = ()r0。P 。P(C)T=() -r T 0;P = () r-1 P0。(D)T=(

19、) r-1T0;P = () -r P0。一、填空题：1、在 P-V 图上(1)系统的某一平衡态用来表示；(2)系统的某一平衡过程用来表示；(3)系统的某一平衡循环过程用来表示。2、 P-V 图上的一点，代表；P-V 图上任意一条曲线，表示；3、一定量的理想气体，从P-V 图上状态A 出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程，由体积V 1 膨胀到体积 V2，试画出这三种过程的PV 图曲线，在上述三种过程中：（ 1）气体对外作功最大的是过程；(2) 气体吸热最多的是过程；PAOV 1V 2V( 均视为刚性分子的理想气体)，它们的质量比为m： m4、压强、体积和温度都相同的氢气和氦气21=，它们的内

20、能之比 E1：E2 =，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为A1：A2 =。(各量下角标1 表示氢气， 2表示氦气 )5、质量为2.5 g 的氢气和氦气的混合气体，盛于某密闭的气缸里( 氢气和氦气均视为刚性分子的理想气体)，若保持气缸的体积不变，测得此混合气体的温度每升高1K ，需要吸收的热量等于2.25 R ( R 为摩尔气体常量 ) 。由此可知，该混合气体中有氢气g，氦气g；若保持气缸内的压强不变，要使该混合气体的温度升高1K ，则该气体吸收的热量为。 (氢气的 M mol = 2× 10 -3 kg，氦气的 M mol= 4 × 10 -3

21、kg)6、一定量理想气体，从A 状态(2P ，V )经历如图所示的直线过程变到B状态 (P，2V1)，则 AB 过程中系111统作功 A=；内能改变 E =。第 6题图第7题图7、如图所示，理想气体从状态A 出发经 ABCDA循环过程，回到初态 A 点，则循环过程中气体净吸的热量Q =。8、有一卡诺热机，用29kg 空气为工作物质，工作在27的高温热源与 73的低温热源之间，此热机的效率 =。若在等温膨胀的过程中气缸体积增大2.718 倍，则此热机每一循环所作的功为。 ( 空气的摩尔质量为 29×10-3 kg· mol-1 )二、计算题：6-3 m3， T0 =1 、一定

22、量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为P0=1.2 ×10P0， V0 = 8.31 × 10300K 的初态，后经过一等容过程，温度升高到T1=450K，再经过一等温过程，压强降到P = P0 的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容与等容摩尔热容之比C /C=5/3 ，求： (1) 该理想气体的等压摩尔热容C 和PVP等容量摩尔热容CV。(2) 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。2、某理想气体在P-V 图上等温线与绝热线相交于A 点，如图，已知 A 点的压强5P1=2× 10 P0，体积 V 1 = 0.5×10-3 m3，而且A

23、 点处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.714，现使气体从A 点绝热膨胀至B 点，其体积 V 2= 1 × 10-3 m3，求(1) B 点处的压强；(2) 在此过程中气体对外作的功。3、1 mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结 AC 两点的曲线III 的方程为02/ V20P=P V，(1) 试以 T 0， R 表示 I、 II 、 III 过程中气体吸收的热量。(2) 求此循环的效率。(提示：循环效率的定义式= 1 Q2 / Q 1, Q1 循环中气体吸收的热量，Q2 为循环中气体放出的热量)。气体动理论(一)一、选择题：摩尔氢气和 1 摩尔氦气，若两种气体各

24、自对器壁产生的压强分别为P 和 P ，则两者的1、一个容器内贮有 112大小关系是：(A) P1 > P2(B) P1< P2(C) P1 = P2(D) 不确定的。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) 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0.1kg 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质量为：(A) 1 /

25、 16 kg(B) 0.8 kg(C) 1.6 kg(D) 3.2 kg4、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 n1，则混合气体的压强P 为11(C) 5 P1(D) 6 P15、一定量某理想气体按(A)将升高PV 2 = 恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体温度(B)将降低(C) 不变(D) 升高还是降低，不能确定6、如图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管相连，管中有一水银滴作活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气，当温度相同时，水银滴静止于细管中央

26、，试问此时这两种气体的密度哪个大？(A) 氧气的密度大。(B) 氢气的密度大。(C) 密度一样大。(D) 无法判断。H2O2一、填空题：1、对一定质量的理想气体进行等温压缩，若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96× 1024，当压强升高到初值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为。2、在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是：(1)；(2)。3、某理想气体在温度为27和压强为 1.0× 10-2 atm 情况下，密度为 11.3 g / m 3，则这气体的摩尔质量 M mol=-1-1。 (摩尔气体常量 R = 8.31 J· mol·K

27、)4、在定压下加热一定量的理想气体，若使其温度升高1K 时，它的体积增加了0.005 倍，则气体原来的温度是。5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式，指出它们各表示什么过程。(1) p d V = (M / M mol) R d T 表示过程。(2) V d p = (M / M) R d T 表示过程。mol(3) p d V + V d p = 0表示过程。45°角的方向以 105 cm·s-16、氢分子的质量3.3× 10 24 g，如果每秒有1023 个氢分子沿着与容器器壁的法线成的速率撞击在2.0 cm 2 面积上 (碰撞是完全弹性的)，则此氢气的压

28、强为。7、一气体分子的质量可以根据该气体的定容比热容来计算，氩气的定容比热容Cv = 0.314 kJ ·kg -1·K -1，则氩原子的质量 m =。 (1 k c a l = 4.18 × 103 J)8、分子物理是研究的学科，它应用的基本方法是方法。9、解释下列分子运动论与热力学名词：(1) 状态参量：；(2) 微观量：；(3) 宏观量：；二、计算题：1、黄绿光的波长是 5000 ? (1 ? =10 -10m)，理想气体在标准状态下， 以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子？（玻耳兹曼常量 k = 1.38 × 10 -23J·K -1）2、两个相同的容器装有氢气，以一细玻璃管相连通，管中用一滴水银作活塞，如图所示，当左边容器的温度为 0，而右边容器的温度为 20时，水银滴刚好在管的中央，试问，当左边容器温度由 0增到 5，而右边容器温度由 20增到 30时，水银滴是否会移动？如何移动？3、假设地球大气层由同种分子构成， 且充满整个空间，并设各处温度 T 相等。试根据玻璃尔兹曼分布律计算大气层分子