大学物理2热学试题

选择题1.在标准状态(P=1atm,T=273.15K)下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的内能之比E1/E2=1/2，则其体积比V1/V2为:(A)3/10．(B)2/1(C)6/5．(D)3/5．［A］2.一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性多原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为(A)(N1+N2)(kT+kT)．(B)N1kT+N23kT．(C)(N1+N2)(kT+3kT)(D)N1kT+N23kT．［B］3.一定量的理想气体经历acb过程时吸热800J．则经历acbda过程时，吸热为［C］(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)1200J．4.对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统内能变化量与从外界吸收的热量之比/Q等于［D］(A)3/4．(B)1/2．(C)3/5．(D)5/7．5.如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态b(压强p1=4atm，体积V1=2L)变到状态a(压强p2=2atm，体积V2=4L)．则在此过程中：［C］(A)气体对外作正功，向外界放出热量．(B)气体对外作正功，从外界吸热．(C)气体对外作负功，向外界放出热量．(D)气体对外作正功，内能减少6.一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线(其延长线过E~V图的原点)，则此直线表示的过程为：［C］(A)等温过程．(B)等体过程．(C)等压过程．(D)绝热过程．7.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［D］(A)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态(B)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态．(C)一定都是平衡态．(D)不一定都是平衡态．8.某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB直线所示(内能E不变)．A→B表示的过程是［C］(A)等压过程(B)等体过程．(C)等温过程．(D)绝热过程．9.质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在［A］(A)等压过程中最大，等温过程中最小．(B)绝热过程中最大，等温过程中最小．(C)等压过程中最大，绝热过程中最小．(D)绝热过程中最大，等压过程中最小．10.理想气体向真空作绝热膨胀．［C］(A)膨胀后，温度升高，压强减小．(B)膨胀后，温度降低，压强减小．(C)膨胀后，温度不变，压强减少(D)膨胀后，温度不变，压强不变．11.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（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J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，则应向氦气传递热量是：［B］(A)6J.(B)3J(C)5J.(D)2J.12.设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，则理想气体在一次卡诺循环中，对外所做的功是从高温热源吸取热量的［D］(A)倍．(B)倍．(C)倍．(D)倍．13.关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：［C］(1)功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功；(2)一切热机的效率都只能够小于1；(3)热量不能从低温物体向高温物体传递；(4)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的．以上这些叙述(A)只有(1)、(3)、(4)正确．(B)只有(2)、(3)、(4)正确．(C)只有(2)、(4)正确(D)全部正确．14.1mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A、B两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：［D］(A)气体所作的功(B)气体的质量(C)气体传给外界的热量(D)气体内能的变化15.“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？［D］(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)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律．(D)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律．二.填空题1.某理想气体在温度为127℃和压强为1.025×10-2atm情况下，密度为10.0g/m3，则这气体的摩尔质量mol＝_32.0g/mol_．(普适气体常量R＝8.31J·mol1·K1,1atm=1.013pa)2.A、B、C三个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为nA∶nB∶nC＝1∶3∶5，而分子的平均平动动能之比为∶∶＝1∶2∶4，则它们的压强之比∶∶＝__1∶6∶20________．3.如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为S1和S2，那么（1）如果气体的膨胀过程为b─2─a，则气体对外做功W＝-S2__；（2）如果气体进行a─1─b─2─a的循环过程，则它对外做功W＝S1．4.水的定压比热为．有1kg的水放在有电热丝的开口桶内，如图所示．已知在通电使水从30℃升高到40℃的过程中，电流作功为6.2×104J，那么过程中系统从外界吸收的热量Q=__－2.0×104J___参考解：如果加热使水经历同样的等压升温过程，应有Q′=ΔE+W′=mc(T2－T1)可知ΔE=mc(T2－T1)－W′现在通电使水经历等压升温过程，则应有∵Q=ΔE+W′－W电∴Q=mc(T2－T1)－W电=－2.0×104J5.一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程．其中：_等压_过程气体对外作功最多；__等压_过程气体内能增加最多；___等压__过程气体吸收的热量最多．6.一热机从温度为927℃的高温热源吸热，向温度为327℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环做功2000J，则此热机每一循环吸热___4000J____7.可逆卡诺热机可以逆向运转．逆向循环时,从低温热源吸热,向高温热源放热,而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源吸的热量。设高温热源的温度为T1=1000K,低温热源的温度为T2=400K,卡诺热机逆向循环时从低温热源吸热Q2=500J，则该卡诺热机逆向循环一次外界必须作功W＝____750J______．8.热力学第二定律的克劳修斯叙述是：__热量不可能自动地从低温物体传向高温物体而不引起外界的变化．；开尔文叙述是_不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸热完全变为有用功，而其它物体不发生任何变化．*9.氢分子的质量为m，如果每秒有N个氢分子沿着容器器壁的法线成30角的方向以v的速率撞击在S面积上(碰撞是完全弹性的)，则此氢气的压强为__P=_．若m=3.3×1024g,N=1023,v=105cm/s,S=2.0cm2,则此氢气的压强值为___2.86×103Pa．10.容积为V的盒子以速率v匀速运动，容器中充有摩尔氧气,其摩尔质量为，温度为T，设盒子突然停止，气体的全部定向运动的动能都变为气体分子热运动的动能，容器与外界没有热量交换，则达到热平衡后；氧气的温度将增加_______K；氧气的压强将增加__P。a(普适气体常量R＝8.31J·mol1·K1，氧气分子可视为刚性分子.)11.在一个以匀速度u运动的容器中，盛有分子质量为m的某种单原子理想气体．若使容器突然停止运动，则气体状态达到平衡后，其温度的增量＝____mu2/3k____．12.常温常压下，一定量的氧气(其分子可视为刚性分子，自由度为i=5)，在等压过程中吸热为Q，对外作功为W，内能增加为，则W/Q=____．____．三.计算题*1.两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．当左边容器的温度为27℃、而右边容器的温度为87℃时，水银滴刚好在管的中央．试问，当左边容器温度由27℃增到37℃，为使水银滴刚好再次停在中央，右边容器温度须由解：据力学平衡条件，当水银滴刚好处在管的中央维持平衡时，左、右两边氢气的压强相等、体积也相等，两边气体的状态方程为：p1V1=(M1/Mmol)RT1，p2V2=(M2/Mmol)RT2．由p1=p2得：V1/V2=(M1/M2)(T1/T2)．开始时V1=V2，则有M1/M2=T2/T1＝360/300=1.2． 当温度改变为＝310K，待定时，两边体积比为＝1．故M1/M2=＝1.2=1.2*=372Kt2′=T2′-273=990c右边容器温度须由87℃增到多少温度992.体积为V的刚性双原子分子理想气体，其内能为E．(1)试求气体的压强；(2)设分子总数为N个，求分子的平均平动动能及气体的温度．(玻尔兹曼常量k＝1.38×1023J·K1)解据得：(1)设分子数为N.E=N(5/2)kT及p=(N/V)kTp=2E/(5V)或解法：据理想气体状态方程：理想气体内能公式：则：p=2E/(5V)(2)由得又得T=2E/(5Nk)3.一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强为p0，体积为V0，温度为T0的初态，后经等压膨胀过程温度上升到2T0，再经绝热过程温度降回到T0，求气体在整个过程中对外作的功．解：等压过程末态的体积=