华中农业大学楚天学院期末楚天物理习题文档格式.docx

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④若，就不会有水稳定流出。

⑤

A．①②B.①②③C.③④⑤D.④⑤

3．一顶端开口，直径为20cm高为H的圆柱形容器，底面中心有一面积为的小孔若以每秒的流量向容器内充水，则下列说法正确的是（）

①若则达到稳定状态时,容器的水面高度为。

②若则达到稳定状态时,容器的水面高度为。

③若则达到稳定状态时,容器的水面高度为。

④若先开始容器内没有水则从注水到水面达到稳定过程中，水面处流体的速度是定值，底面小孔处流体的速度由零增加到最大值。

A．①③④B.②③④C.①③D.②③E.②④F.①④

三．计算

1．如图5.2为一喷泉喷嘴示意图，水柱高为H，锥形部分的上口截面积为，下口截面积为锥形部分高为h，设大气压为求：

（1）水的流量Q

（2）下口面处水的压力。

2.在一个高度为1m圆柱形水箱里装满水。

（1）已知小孔的横截面积是水箱横截面的1/400则通过水箱底部的小孔放完水需要多少时间。

（2）把相同数量的水从这个小孔放出，但水面距孔的高度始终维持在1m，这样放完水又需多少时间。

练习二状态方程压强公式自由度

一.选择题

1.一个容器内贮有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.

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）.

3.一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为:

（A）=.

（B）=（1/3）.

（C）=3kT/m.

（D）=kT/m.

4.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，N0为阿伏伽德罗常数）

（A）[3m/（2M）]pV.

（B）[3M/（2Mmol）]pV.

（C）（3/2）npV.

（D）[3Mmol/（2M）]N0pV.

5.关于温度的意义，有下列几种说法：

（1）气体的温度是分子平动动能的量度.

（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）.

二．填空题

1.在容积为10-2m3的容器中，装有质量100g的气体，若气体分子的方均根速率为200m/s，则气体的压强为.

2.如图10.1所示,两个容器容积相等，分别储有相同质量的N2和O2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为30K，当水银滴在正中不动时，N2和O2的温度为，=.（N2的摩尔质量为28×

10－3kg/mol,O2的摩尔质量为32×

10－3kg/mol.）

3.分子物理学是研究

的学科.它应用的方法是方法.

三.计算题

1.一瓶氢气和一瓶氧气温度相同.若氢气分子的平均平动动能为6.21×

10－21J.试求:

（1）氧气分子的平均平动动能和方均根速率;

（2）氧气的温度.

四.证明题

1.试从温度公式（即分子热运动平均平动动能和温度的关系式）和压强公式推导出理想气体的状态方程.

练习三理想气体的内能分布律

1.两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.

2.一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2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）（N1+N2）[（3/2）kT+（5/2）kT].

（B）（1/2）（N1+N2）[（3/2）kT+（5/2）kT].

（C）N1（3/2）kT+N2（5/2）kT.

（D）N1（5/2）kT+N2（3/2）kT.

3.玻尔兹曼分布律表明：

在某一温度的平衡态.

（1）分布在某一区间（坐标区间和速度区间）的分子数.与该区间粒子的能量成正比.

（2）在同样大小的各区间（坐标区间和速度区间）中，能量较大的分子数较少；

能量较小的分子数较多.

（3）大小相等的各区间（坐标区间和速度区间）中比较，分子总是处于低能态的几率大些.

（4）分布在某一坐标区间内、具有各种速度的分子总数只与坐标区间的间隔成正比，与粒子能量无关.

以上四种说法中.

（A）只有

（1）、

（2）是正确的.

（B）只有

（2）、（3）是正确的.

（C）只有

（1）、

（2）、（3）是正确的.

（D）全部是正确的.

4.两种不同的理想气体，若它们的最可几速率相等，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.

5.麦克斯韦速率分布曲线如图11.1所示，图中A、B两部分面积相等，则该图表示

（A）v0为最可几速率.

（B）v0为平均速率.

（C）v0为方均根速率.

（D）速率大于和小于v0的分子数各占一半.

二.填空题

1.若某种理想气体分子的方根速率=450m/s,气体压强为p=7×

104Pa，则该气体的密度为ρ=.

2.对于处在平衡态下温度为T的理想气体,（1/2）kT（k为玻兹曼常量）的物理意义是.

3.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=.

三、计算题

1.当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比M（H2）/M（He）和内能比E（H2）/E（He）.将氢气视为刚性双原子分子气体.

2.一密封房间的体积为5×

3×

3m3,室温为20℃,室内空气分子热运动的平动动能的总和是多少？

如果气体的温度升高1.0K,而体积不变,则气体的内能变化多少？

气体分子的方均根速率增加多少？

（已知空气的密度ρ=1.29kg/m3,平均摩尔质量Mmol=29×

10－3kg/mol,且空气分子可视为刚性双原子分子）

练习四自由程碰撞频率迁移过程热力学第一定律

1.一容器贮有某种理想气体，其分子平均自由程为λ0，当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）λ0/2.

（B）λ0.

（C）λ0.

（D）λ0/.

2.一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当压强降低时，分子的平均碰撞次数和平均自由程的变化情况是

（A）和都增大.

（B）和都减小.

（C）减小而增大.

（D）增大而减小.

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次数和平均自由程的变化情况是：

（A）和都增大一倍.

（B）和都减为原来的一半.

（C）增大一倍而减为原来的一半.

（D）减为原来的一半而增大一倍.

4.一定量的理想气体，分别经历如图12.1

（1）所示的abc过程（图中虚线ac为等温线）和图12.1

（2）所示的def过程（图中虚线df为绝热线）.判断这两过程是吸热还是放热.

（A）abc过程吸热，def过程放热.

（B）abc过程放热，def过程吸热.

（C）abc过程def过程都吸热.

（D）abc过程def过程都放热.

5.如图12.2，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B（pA=pB）,则无论经过的是什么过程，系统必然

（A）对外作正功.

（B）内能增加.

（C）从外界吸热.

（D）向外界放热.

1.在相同的温度和压强下，各为单位体积的氢气（视为刚性双原子分子气体）与氦气的内能之比为，各为单位质量的氢气与氦气的内能之比为.

2.一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是,而随时间变化的微观是.

3.处于平衡态A的热力学系统,若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸热416J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸热582J,所以,从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所作的功为.

1.一定量的理想气体，其体积和压强依照V=的规律变化，其中a为已知常数，试求：

（1）气体从体积V1膨胀到V2所作的功；

（2）体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比.

四.改错题

2.摩尔数相同的三种气体：

He、N2、CO2（均视为刚性分子的理想气体），它们从相同的初态出发，都经历等容吸热过程，若吸取相同的热量,则:

（1）三者的温度升高相同;

（2）三者压强的增加也相同.

上述两个结论是否正确？

如有错误请作出正确的解答.

练习五等值过程循环过程

1.如图13.1所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2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,两者一样多.

2.用公式∆E=νCV∆T（式中CV为定容摩尔热容量，ν为气体摩尔数）计算理想气体内能增量时，此式

（A）只适用于准静态的等容过程.

（B）只适用于一切等容过程.

（C）只适用于一切准静态过程.

（D）适用于一切始末态为平衡态的过程.

3.气缸中有一定量的氦气（视为理想气体）,经过绝热压缩,体积变为原来的一半,问气体分子的平均速率变为原来的几倍？

（A）22/5.

（B）21/5.

（C）22/3.

（D）21/3.

4.用下列两种方法:

（1）使高温热源的温度T1升高∆T,

（2）使低温热源的温度T2降低同样的∆T值，分别可使卡诺循环的效率升高∆η1和∆η2，两者相比:

（A）∆η1>

∆η2.

（B）∆η2>

∆η1.

（C）∆η1=∆η2.

（D）无法确定哪个大.

5.一定量