大学物理试题及答案.docx
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大学物理试题及答案.docx
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大学物理试题及答案
中国海洋大学命题专用纸(首页)A
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第1页
专业年级:
学号姓名授课教师名分数
题号
一
二
三
总分
得分
一.判断题(每小题2分,共20分,请在方括号内打””或””)
(1)摩尔数相同,比热容比值不同的两种理想气体从同一初态出发,经历等温膨胀为原来体积的两倍,两种气体对外做功相同;[]
(2)摩尔数相同,比热容比值不同的两种理想气体从同一初态出发,经历等压温膨胀为原来体积的两倍,两种气体对外做功相同;[]
(3)摩尔数相同,比热容比值不同的两种理想气体从同一初态出发,经历绝热膨胀为原来体积的两倍,两种气体对外做功相同;[]
(4)理想气体经历绝热膨胀过程,温度升高;[]
(5)气体经节流膨胀后温度总是降低;[]
(6)不可逆过程一定是自发的而自发过程一定是不可逆的;[]
(7)自发过程的熵总是增加的;[]
(8)在绝热过程中dQ=0,所以dS=0;[]
(9)为了计算从初态出发经绝热不可逆过程达到终态的熵变,可设计一个联接初末态的某一绝热可逆过程进行计算;[]
(10)温度一定的稀薄气体的热传导系数与气体的压强成正比[]
二.选择题(每小题3分,共30分)
1.将压强为p1,温度为T1,体积为V的理想气体与压强为p2,温度为T2,体积为V的理想气体混合,结果混合物的体积为2V.假定混合时不发生外界与混合物之间的能量交换,则混合物的压强是:
授课教师
杨爱玲
命题教师或
命题负责人
签字
院系负责人
签字
年月日
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第2页
(A)p1+p2;
(B)(p1+p2)/2;
(C)(T1+T2)(p1/T1+p2/T2)/2;
(D)(T1+T2)(p1/T2+p2/T1)
[]
2.工作于高低温热源的制冷机的制冷系数为e,在一次循环过程中外界对制冷机做功为A,则制冷机向高温热源放出的最大热量为
(A)Ae;
(B)Ae+A;
(C)Ae-A[]
3.如图示,把两个热机串连使用,热机从温度为T1的热源中获得热量Q1,向温度为T2的热源排出热量为Q2,热机2从温度为T2的热源获取热量为Q2,向温度为T3的热源排出热量为Q3
如果热机1对外做功为W1,热机2对外做功为W2,这两个热机一起工作的最大可能效率为
(A)1-T3/T1;
(B)1-T2/T1
(C)1-(T2-T3)/(T1-T2);
(D)1-T3/T2
[]
4.若气体分子速率分布曲线如图示,图中A,B两部分面积相等,则v0表示
(A)
最可几速率;
(B)平均速率;
(C)方均根速率;
(D)大于和小于v0的分子各占一半
[]
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第3页
5.在压强恒定不变下,理想气体的分子平均碰撞频率
与气体的绝对温度T的关系为
(A)
与T成正比;
(B)
与
成正比;
(C)
与T成反比;
(D)
与
成反比
[]
6.体积恒定的容器内装有一定量的理想气体,气体分子平均自由程
与气体的绝对温度的关系为
(A)
与T成正比;
(B)
与
成正比;
(C)
与
成反比;
(D)
与T无关
[]
7.常温常压下,气体的三个输运系数那个与气体压强有关
(A)粘度系数h;
(B)热传导系数k;
(C)扩散系数D;
[]
8.肥皂泡在恒温吹泡涨大的过程中,其表面能将
(A)增大;
(B)减小;
(C)不变
9毛细管插入液体,液体不润湿管壁.液体表面张力系数随液体温度而变化(假定热膨胀效应忽略不计).试问液体加热升温时,毛细管中液面将
(A)升高;
(B)降低;
(C)不变
[]
10汽缸内盛有空气和水蒸汽,底部有少量水滴(其体积可忽略不计),空气的分压强为p1,饱和蒸汽压为p2.现推动活塞作等温膨胀,汽缸容积扩大一倍,底部尚有水滴,此时的混合气体的压强为
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第4页
(A)(p1+p2)/2;
(B)p1+p2;
(C)p1/2+p2;
(D)p1+p2/2
[]
三计算证明题(共50分)
1.证明若
理想气体按
的规律膨胀,则气体在该过程中的热容可由下式表示
。
(10分)
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第5页
2.在绝热容器中,质量为m,温度为T1的液体和质量相同但温度为T2的同类液体在一定压强下混和到达新的平衡态。
设已知液体的定压比热为常数,试求系统从初态到终态的熵变,并证明熵增加。
(10分)
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第6页
3若麦克斯韦速率分布为f(v)dv,试求出从v1~v2范围内分子的速率之和以及分子的平均速率.
(2)气体分子速率与最概然速率之差不超过1%的分子占全部分子的百分之几?
(共10分)
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第7页
4.玻璃管的内直径
,长为
,垂直插入水中,管的上端是封闭的。
问插入水面下的那一段长度是多少,才能使管内外水面一样高?
已知大气压
,水的表面的张力系数
,水与玻璃的接触角=0
(10分)
中国海洋大学命题专用纸(附页)
2006学年第1学期试题名称:
大学物理I2共8页第8页
5.画出卡诺热机的温熵图,要求标出循环的方向并说明该图的物理意义.(10分)
06年第一学期大学物理2(热学)试卷B答案
一.判断题(每小题2分,共20分,请在方括号内打””或””)
(1)摩尔数相同,比热容比值不同的两种理想气体从同一初态出发,经历等温膨胀为原来体积的两倍,两种气体从外界吸热相同;[]
(2)摩尔数相同,比热容比值不同的两种理想气体从同一初态出发,经历等压膨胀为原来体积的两倍,两种气体从外界吸热相同;[]
(3)摩尔数相同,比热容比值不同的两种理想气体从同一初态出发,经历绝热膨胀为原来体积的两倍,两种气体对外做功相同;[]
(4)对可逆循环过程,热温比沿过程曲线的积分等于0,即
[]
(5)气体经节流膨胀后温度总是降低;[]
(6)不可逆过程一定是自发的而自发过程一定是不可逆的;[]
(7)自发过程的熵总是增加的;[]
(8)理想气体向真空绝热自由膨胀过程中dQ=0,所以dS=0;[]
(9)为了计算从初态出发经绝热不可逆过程达到终态的熵变,可设计一个联接初末态的某一绝热可逆过程进行计算;[]
(10)温度一定的稀薄气体的热传导系数与气体的压强成正比[]
二选择题(每题3分,共30分)
1.将压强为p1,温度为T1,体积为V的理想气体与压强为p2,温度为T2,体积为V的理想气体混合,结果混合物的体积为2V.假定混合时不发生外界与混合物之间的能量交换,则
混合物的温度为:
(A)(T1+T2)/2;
(B)(T1/p1+T2/p2)(p1+p2)/2;
(C)(T2/p1+T1/p2)(p1+p2)/2;
(D)(P1+p2)/(p1/T1+p2/T2),
(E)(p1+p2)/(p2/T2+p1/T2)[D]
2.如图示,把两个热机串连使用,热机从温度为T1的热源中获得热量Q1,向温度为T2的热源排出热量为Q2,热机2从温度为T2的热源获取热量为Q2,向温度为T3的热源排出热量为Q3.如果热机1对外做功为W1,热机2对外做功为W2,这两个热机一起工作的最大可能效率为
(A)
1-T3/T1;
(B)1-T2/T1
(C)1-(T2-T3)/(T1-T2);
(D)1-T3/T2
[A]
3.在压强恒定不变下,理想气体的分子平均碰撞频率
与气体的绝对温度T的关系为
(A)
与T成正比;
(B)
与
成正比;
(C)
与T成反比;
(D)
与
成反比
[D]
4.体积恒定的容器内装有一定量的理想气体,气体分子平均自由程
与气体的绝对温度的关系为
(A)
与T成正比;
(B)
与
成正比;
(C)
与
成反比;
(D)
与T无关
[D]
5.常温常压下,气体的三个输运系数那个与气体压强有关
(A)粘度系数h;
(B)热传导系数k;
(C)扩散系数D;
[C]
6.液体表面张力系数随液体温度升高而
(A)升高;
(B)降低;
(C)不变
[B]
7汽缸内盛有饱和蒸汽,现推动活塞作等温压缩,则蒸汽压强将
(A)增大;
(B)减小;
(C)不变
[C]
8设大气压强为p0,肥皂液的表面张力系数为a,则半径为R的球形薄膜肥皂泡的泡内空气压强为
(A)p0;
(B)p0+a/R;
(C)p0+2a/R;
(D)p0+4a/R
[D]
9.肥皂泡在恒温吹泡涨大的过程中,其表面能将
(A)增大;
(B)减小;
(C)不变
[A]
10.温熵图上正向循环曲线所包围的面积表示
(A)系统从外界吸收的热量;
(B)系统对外放出的热量;
(C)系统对外界所作的功;
(D)没有任何意义
[C]
三计算证明题(共50分)
1.
(1)试估计水的分子数密度和水分子直径的数量级.
(2)试估计100℃的饱和水蒸汽(压强为1atm)的平均自由程(共10分).
解:
18㎝3的水中有6.02×1023个水分子,所以水的分子数密度为
3分`
水的分子数密度的倒数就是在水中每个分子所分摊到的体积.可以认为它近似等于水分子直径的3次方.
3分
(2)100℃的饱和水蒸汽的压强为1atm,由于
p = n kT 1分
3分
2若麦克斯韦速率分布为f(v)dv,试求出从v1~v2范围内分子的速率之和以及分子的平均速率.
(2)气体分子速率与最概然速率之差不超过1%的分子占全部分子的百分之几?
(共10分)
解:
(1)从v1~v2范围内分子的速率之和为
3分
从v1~v2 范围内分子的平均速率为
4分
(2)气体分子速率与最概然速率之差的绝对值不超过1%的分子占全部分子的百分比为
3分
3.两个长圆筒共轴套在一起,两筒的长度均为L,内筒和外筒的半径分别为R1与R2,内筒和外筒分别保持恒定的温度T1和T2,且T1>T2。
已知两筒空气的导热系数为K,试证明:
每秒由内筒通过空气的热量为
(10分)
证:
设在半径为r的圆柱面上通过的总热流为
.在r~r+dr的圆筒形薄层气体中的温度梯度为dT/dr,故
(3分)
达到稳态时不同r处的
相同,(2分)
故
(1分)
从R1到R2积分,可得
(2分)
故每秒由内筒通过空气的热量为
(2分)
4.将质量1.00kg、压强为1个大气压、温度为100℃的水蒸汽准静态地冷凝成水,再降温到20℃时,其熵变是多少?
认为水的热容与温度无关,在1个大气压下水的热容为4,18kJ/kg。
汽化热为2250kJ/kg.(10分)
解
(1分)
(4分)
(4分)
所以
(1分)
5玻璃管的内直径
,长为20cm,垂直插入水中,管的上端是封闭的。
问插入水面下的那一段长度是多少,才能使管内外水面一样高?
已知大气压
,水的表面的张力系数
,水与玻璃的接触角
。
(10分)
解:
设玻璃插入水面下的深度为x,管内压强为P.(如图)
由
(3分)
(2分)
有
(1分)
又根据气体状态方程得
(2分)
(2分)
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