大学物理考试题库

气体动理论基础（一）

1.一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*方向的分量平方的平均值

(A)/=(B)y；=-

(C)ul=3kT/m.(D)vl=kT/m.

2.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，机为气体分子

质量，N为气体分子总数目，〃为气体分子数密度，心为阿伏加得罗常量）

33M

(C)-npV.(D)―^NApV.

3.在容积为IO"m3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.

4.有一瓶质量为M的氢气（视作刚性双原子分子的理想气体,其摩尔质量为M11W1）,温度为T,

则氢分子的平均平动动能为,

氢分子的平均动能为,

该瓶氢气的内能为.

5.容器内有M=2.66kg氧气，已知其气体分子的平动动能总和是E*4.14X1（）5j,求：

（1）气体分子的平均平动动能；

（2）气体温度.

（阿伏伽德罗常量NA=6.02X1023/mol,玻尔兹曼常量左=L38X10-23j•K-i）

6.容器内有11kg二氧化碳和2kg氢气（两种气体均视为刚性分子的理想气体），已知混合气

体的内能是8.1X106j.求：

（1）混合气体的温度；

（2）两种气体分子的平均动能.

（二氧化碳的Mnoi=44X10-3kg•mol-1，玻尔兹曼常量A:=1.38X10-23J•K1,摩尔气

体常量R=8.31J•mol-1•K1）

气体动理论基础（二）

1.已知一定量的某种理想气体，在温度为Tl与72时的分子最概然速率分别为即和外2,分子

速率分布函数的最大值分别为大坊1）和/（坊2）.若71>72,则

(A)Dpi>Vp2,

(B)Dpi>Vp2,f(Vpl)<f(Up2).

(C)Dpi<Vp2>f(Vpt)>f(Vp2)-

(D)Upl<vP2>f(Vpl)<f(Up2).

2.图示氢气分子和氧气分子在相同温度下的麦克斯韦速率

分布曲线.则

氢气分子的最概然速率为

氧分子的最概然速率为.

3.某气体在温度为T=273K时，压强为p=1.0xl0-2atm,1.24X102kg/m3,则

该气体分子的方均根速率为.（1atm=1.013x10sPa）

热力学基础(一)

1.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

(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.[]

2.如图所示，一定量理想气体从体积Vu膨胀到体积匕分别经历的过程是：A-6等压过程,

A-C等温过程；4-D绝热过程，其中吸热量最多的过程

(A)是A-B.

(B)是A-C.

(C)是A-D.

(D)既是也是A-C,两过程吸热一样多。

3.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功IBM，又经绝热

膨胀返回原来体积时气体对外作功|皿|,则整个过程中气体

(1)从外界吸收的热量。=

(2)内能增加了AE=______________________

4.一定量理想气体，从4状态(20，％)经历如图所示的直线过程变

到B状态(2pi,V2),则AB过程中系统作功W=；

内能改变AE=.

5.0.02kg的氮气(视为理想气体)，温度由17C升为27C.若在升温过程中，(1)体积保持不

变；(2)压强保持不变；(3)不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、

外界对气体所作的功.(普适气体常量R=8.31JmoI^K-1)

6.为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2J,必须传给气体多少热量?

热力学基础（二）

1.有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，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，如果使氨气

也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是：

(A)6J.(B)5J.

(C)3J.(D)2J.[]

2.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：13加加）和Il3»cTTa，），且两个循环

曲线所围面积相等.设循环I的效率为〃，每次循环在高温热源处吸的热量为。，循环n的效

率为〃'，每次循环在高温热源处吸的热量为，则

(A),Q<Q'.

(B)T]<7]',Q>Q'.

(C)rj>7j',Q<Q'.

(D)rj>tj',Q>Q'.

3.已知1mol的某种理想气体（其分子可视为刚性分子），在等压过程中温度上升1K,内能增

加了20.78J,则气体对外作功为,

气体吸收热量为.（R=8.31J-molt.长t）

4.给定的理想气体（比热容比讲已知），从标准状态So、％、To）开始，作绝热膨胀，体积增大

到三倍，膨胀后的温度T=,压强p=.

5.1mol理想气体在G=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），

3

在400K的等温线上起始体积为Vi=0.001nP,终止体积为V2=0.005m,试求此气体在每

一循环中

（1）从高温热源吸收的热量0

（2）气体所作的净功W

（3）气体传给低温热源的热量。2

热力学基础(三)

1.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)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)⑴、(2)、(3).

(B)⑴、(2)、(4).

(C)(2)、(4).

(D)⑴、(4).[]

2.热力学第二定律表明：

(A)不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功.

(B)在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功.

(C)摩擦生热的过程是不可逆的.

(D)热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体.[]

3.“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做功。”对此说法，有

下列几种评论，哪一种是正确的？

(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。

(A)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。

(A)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。

4.在一个孤立系统内，一切实际过程都向着的方向进行.这就

是热力学第二定律的统计意义.从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是

5.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)，

气体的燧(增加、减小或不变).

光的干涉(一)

1.在双缝干涉实验中，入射光的波长为3用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比

相同厚度的空气的光程大2.5入，则屏上原来的明纹处

(A)仍为明条纹;(B)变为暗条纹;

(C)既非明纹也非暗纹;(D)无法确定是明纹，还是暗纹.

[]

2.在双缝干涉实验中，若单色光源S到两缝Si、S2距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图

中。处.现将光源S向下移动到示意图中的S位置，则

(A)中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变.

(B)中央明条纹向上移动，且条纹间距不变.

(C)中央明条纹向下移动，且条纹间距增大.

(D)中央明条纹向上移动，且条纹间距增大.

E]

3.如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为〃的

薄云母片覆盖在Si缝上，中央明条纹将向移动；

覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹。处的光程差

为.

4.如图所示，两缝Si和S2之间的距离为d,媒质的折射率为

〃=i,平行单色光斜入射到双缝上，入射角为a则屏幕上

产处，两相干光的光程差为.

5.在双缝干涉实验中，波长九=550nm的单色平行光垂直入射到缝间距a=2X104m的双缝

上，屏到双缝的距离。=2m.求：

(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；

(2)用一厚度为e=6.6X10-5m、折射率为〃=1.58的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹将移到原

来的第几级明纹处？(1nm=IO。m)

光的干涉(二)

1.在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,

则在接触点尸处形成的圆斑为

(A)全明.小。J(1

(B)全暗.

「1.7二IPL52J

右半部明，左半部暗.

(C)图中数字为各处的折射率

(D)右半部暗，左半部明.[]

2.用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为；I的单色

平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一

条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连

线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分

(A)凸起，且高度为;1/4.

(B)凸起，且高度为;1/2.

(C)凹陷，且深度为；1/2.

(D)凹陷，且深度为；1/

4.[]

3.一束波长为4=600nm(1nm=109m)的平行单色光垂直入射到折射率为n=1.33的透

明薄膜上，该薄膜是放在空气中的.要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应

为nm.

4.折射率为1.60的两块标准平面玻璃板之间形成一个劈形膜(劈尖角。很小).用波长2=600

nm(lnm=l(rm)的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹.假如在劈形膜内充满〃=1.40的液

体时的相邻明纹间距比劈形膜内是空气时的间距缩小4=0.5mm,那么劈尖角。应是多少？

光的衍射(一)

I.根据惠更斯一菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S,则S的前方某点P的光强度

决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到尸点的

(A)振动振幅之和.(B)光强之和.

(C)振动振幅之和的平方.(D)振动的相干叠加.

2.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，将单缝宽度。稍梢变宽，同时使单缝沿y轴正方

向作微小平移(透镜屏幕位置不动)，则屏幕。上的中央衍射条纹将

(A)变窄，同时向上移；.

PILr卜

(B)变窄，同时向下移；斗’]

(C)变窄，不移动；e"--------------

(D)变宽，同时向上移；-tfJ

(E)变宽，不移.沙f>

[]0

3.在单缝的夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为个

半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是纹.

4.平行单色光垂直入射在缝宽为a=0.15mm的单缝上.缝后有焦距为/=400mm的凸透镜，

在其焦平面上放置观察屏幕.现测得屏幕上中央明条纹两侧的两个第三级暗纹之间的距离

为8mm,则入射光的波长为九=.

5.用波长入=632.8nm(lnm=10fm)的平行光垂直照射单缝，缝宽a=0.15mm,缝后用凸透镜把

衍射光会聚在焦平面上,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为1.7mm,求此透镜的焦距.

6.波长为600nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到宽度为a=0.10mm的单缝上，观察夫琅

禾费衍射图样，透镜焦距户1.0m,屏在透镜的焦平面处.求：

(1)中央衍射明条纹的宽度Axo;

(2)第二级暗纹离透镜焦点的距离X2.

光的衍射(二)

1.波长为4的单色光垂直入射于光栅常数为d、缝宽为a、总缝数为N的光栅上.取A=0,±

1,±2....,则决定出现主极大的衍射角。的公式可写成

(A)Nasin0=k入.(B)asin0=k九.

(C)Ndsinful.(D)dsin生女九[]

2.在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上

不出现，那么此光栅每个透光缝宽度«和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为

(A)a=—b.(B)a=b.

2

(C)a=2b.(D)a=3b.[]

3.用波长为4的单色平行光垂直入射在一块多缝光栅上，其光栅常数上3叩1,缝宽a=lRn,

则在单缝衍射的中央明条纹中共有条谱线(主极大).

4.一束具有两种波长;I1和；I2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长;I1的第三级主极

大衍射角和42的第四级主极大衍射角均为30°.已知；h=560nm,试求：

(1)光栅常数。十万

(2)波长；h

5.用一个每毫米有500条缝的衍射光栅观察钠光谱线(589nm).设平行光以入射角30。入射

到光栅上，问最多能观察到第几级谱线？

光的偏振

1.在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹.若在两缝后放一个偏振片，则

(A)干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强.

(B)干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱.

(C)干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱.

(D)无干涉条纹.[]

2.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角io,则在界面2的反

射光

(A)是自然光.

(B)是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面.

(C)是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面.

(D)是部分偏振光.E1

3.一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上.若反射光束是完全偏振的，则

透射光束的折射角是;玻璃的折射率为.

4.有两个偏振片叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为45°.一束强度为/o的光垂直入射到

偏振片上，该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成.此入射光中线偏振光矢量沿什

么方向才能使连续透过两个偏振片后的光束强度最大？在此情况下，透过第一个偏振片的和

透过两个偏振片后的光束强度各是多大？

5.如图所示，媒质I为空气(〃i=L00),II为玻璃(“2=1.60),两个交界面相互平行.一束自然

光由媒质I中以/.角入射.若使I、n交界面上的反射光为线偏振光，

⑴入射角i是多大？,1

(2)图中玻璃上表面处折射角是多大？[

(3)在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光？nM

I

习题5

5.1选择题

(1)一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为7,气体分子的质量为"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

(A)V：=⑻

(C)v~—3kT/tn.(D)v~-kT/m.

(2)一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氮气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为0和偿，则两

者的大小关系是：

(A)0>P2.(B)P1<P2.

(C)pi=p2.(D)不确定的.

(3)关于温度的意义，有下列几种说法：

(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度.

(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.

这些说法中正确的是

(A)⑴、(2)、(4).(B)(1)、(2)、(3).

(C)(2)、(3)、(4).(D)⑴、(3)、(4).[]

(4)温度、压强相同的氧气和氧气，它们分子的平均动能Z和平均平动动能访有如下关系：

(A)£和卬都相等.(B)£相等，而卬不相等.

(C)记相等，而Z不相等.(D)Z和访都不相等.[]

(5)1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为7时，其内能为

33

(A)—RT.(B)—kT.

22

(C)-RT.(D)-kT.[]

22

(6)设》代表气体分子运动的平均速率，乙代表气体分子运动的最概然速率，(手)“2代表气体分子运动

的方均根速差.处于平衡状态下理想气体，三种速磐系为

2/22/2

(A)(l?)'=V=Vp(B)V=Vp<(V)'

2/22/2

(C)Vp<V<(P)'(D)Vp>V>(l?)][J

(7)麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等，

则该图表示M

(A)分为最概然速率.|

(B)%为平均速率./N

(C)%为方均根速率./：\

(D)速率大于和小于%的分子数各占一半./人；B

题5-1⑺图

(8)速率分布函数大口的物理意义为：

(A)具有速率P的分子占总分子数的百分比.

(B)速率分布在D附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比.

(C)具有速率u的分子数.

(D)速率分布在12附近的单位速率间隔中的分子数.[

5.2填空题

(1)在容积为102m3的容器中，装有质量100g的气体，若气体分子的方均根速率为200则气体

的压强为________________

(2)在温度为127℃时，1mol氧气(其分子可视为刚性分子)的内能为J,其中分子转动的总动能

为______________J.

(3)现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2),如题5.2(4)图所示.

若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布，

则曲线表示气体的温度较高.

若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲

线表示的是氧气的速率分布.

题

5.2(4)图

5.3容器中储有氧气，其压强为P=0.1MPa(即latm)温度为27℃求(1)单位体积中的分子数〃；(2)氧分子

的质量加；(3)气体密度p.

5.4已知某理想气体分子的方均根速率为400m-s-1.当其压强为latm时，求气体的密度p.

5.5一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访=6.21X10-21j.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.

5.6在外太空中每立方厘米中差不多有一个氢原子。太空中温度为3.5K(阴影中)。求这些分子的方均根速率

以及它们产生的压强。

5.7容积V=1n?的容器内混有M=1.0x1025个氢气分子和帖=4.0乂1()25个氧气分子，混合气体的温度为

400K,求：

(1)气体分子的平动动能总和.

(2)混合气体的压强.

5.8容器内有11kg二氧化碳和2kg氢气(两种气体均视为刚性分子的理想气体)，已知混合气体的内能是

8.1xlO6J.求：

(1)混合气体的温度；

(2)两种气体分子的平均动能.(二氧化碳的Mn°i=44xl03kg.mori)

习题6

6.1选择题

(1)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

(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.[]

(2)用公式A£=uCvAT(式中C.为定体摩尔热容量，视为常量，u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体过程.

(B)只适用于一切等体过程.

(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)一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了.则根据热力学定律可以断定：

①该理想气体系统在此过程中吸了热.

②在此过程中外界对该理想气体系统作了正功.

③该理想气体系统的内能增加了.

④在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功.

以上正确的断言是:

(A)①、③.(B)②、③.

(C)③.(D)③、④.

(E)④.[]

(4)如题6.1(4)图所示，理想气体经历。厉准静态过程，设系统对外作功W,从外界吸收的热量。和内能的

增量Afi,则正负情况是:

'P

(A)AE>0,。>0,W<0.

(B)△E>0,Q>0,W>0.C

(C)A£>0,Q<0,W<0.

(D)△E<0,Q<0,W<0.a

________________V

[]

题6.1(4)图

(5)有人设计一台卡诺热机(可逆的).每循环一次可从400K的高温热

源吸热1800J,向300K的低温热源放热800J.同时对夕卜作功1000J,

这样的设计是

(A)可以的，符合热力学第一定律.

(B)可以的，符合热力学第二定律.

(C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量.

(D)不行的，这个热机的效率超过理论值.[]

(6)一定量的某种理想气体起始温度为T,体积为匕该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1)绝

热膨胀到体积为2匕(2)等体变化使温度恢复为T,(3)等温压缩到原来体积V,则此整个循环过程中

(A)气体向外界放热(B)气体对外界作正功

(C)气体内能增加(D)气体内能减少[]

(7)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.[]

(8)热力学第二定律表明：

(A)不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功.

(B)在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功.

(C)摩擦生热的过程是不可逆的.

(D)热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体.[]

(9)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，嫡增加.(B)温度升高，燧增加.\r

(C)温度降低，牖增加.(D)温度不变，嫡不变.!

[]U

题6.1⑼图

6.2填空题

(1)某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|叱|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|帆|，

则整个过程中气体

(1)从外界吸收的热量。=

(2)内能增加了AE=_______________________

(2)一定量理想气体，从A状态(2》，片)经历如题6-2(2)图所示的直线

变到8状态(2pi，V2),则AB过程中系统作功卬=；内能改变

△E=.

题

(3)一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J,气体升温1K,此过程中气

体内能增量为,外界传给气体的热量为.

(4)一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J.若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需

吸热J;若为双原子分子气体，则需吸热J.

(5)给定的理想气体(比热容比/为已知)，从标准状态仍。、Vo>7b)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨

胀后的温度T=,压强p=.

(6)有一卡诺热机，用290g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到2.718倍，则此热机每一循环所作的功为

.(空气的摩尔质量为29X10-3kg/mol)

6.3如题6.3图所示，一系统由状态。沿a仍到达状态b的过程中，有350J热量传入系统，而系统作功126

J.

(1)若沿。加时，系统作功42J,问有多少热量传入系统？

(2)若系统由状态8沿曲线。。返回状态。时，外界对系统作功为84J,试问系统是吸热还是放热?热量传

递是多少？

b

题6.3图

6.5Imol单原子理想气体从300K加热到350K,问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外

做了多少功?

(1)容积保持不变;

(2)压力保持不变。

6.6如题6.6图所示，1mol双原子分子理想气体从状态“(pi,%)沿直线变化

到状态匕。2,丫2)，试求：

(1)气体的内能增量.

(2)气体对外界所作的功.

(3)气体吸收的热量.

(4)此过程的摩尔热容.

6.7将1mol理想气体等压加热，使其温度升高72K,传给它的热量等于

1.60X103J,求：

(1)气体所作的功W；

(2)气体内能的增量AE；

(3)比热容比—

6.8有1mol刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0atm,温度为27℃,若经过一绝热过程，使其

压强增加到16atm.试求：

(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.

习题7

7.1选择题

(1)容器中贮有一定量的理想气体，气体分子的质量为粗，当温度为T时，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是：

-1l3kT—l3kT

(A)vx=-J----(B)%=J

3Vmvm

—3kT—kT

(C)正=一•(D)V^=—,

(2)一瓶氨气和一瓶氮气的密度相同，分子平均平动动能相同，而且都处于平衡状态，则它们

[]

(A)温度相同、压强相同.

(B)温度、压强都不相同.

(C)温度相同，但氧气的压强大于氮气的压强.

(D)温度相同，但氯气的压强小于氮气的压强.

(3)在标准状态下，氧气和氢气体积比为弘/吻=1/2,都视为刚性分子理想气体，则其内能之比EJE2为:

[]

(A)3/10.(B)1/2.(C)5/6.(D)5/3.

(4)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，其延长线过丫图的原点，题7.1图

所示，则此直线表示的过程为：[]

(A)等温过程.(B)等压过程.(C)等体过程.(D)绝热过程.

题7.1图

7.2填空题

(1)有一瓶质量为M的氢气，温度为T,视为刚性分子理想气体,则氢分子的平均平动动能为,

氢分子的平均动能为，该瓶氢气的内能为.

(2)容积为3.Oxl02m3的容器内贮有某种理想气体20g,设气体的压强为0.5atm.则气体分子的最概然速

率,平均速率和方均根速率.

(3)题7.2图所示的两条式0曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线.由此可

得氢气分子的最概然速率为;氧气分子的最概然速率为.

7.15试说明下列各量的物理意义.

3ly

(1)—1kT(2)-kT(3)—kT

222

3

(4)(5)-RT(6)-RT

M“加222

答：(1)表示在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量.

2

(2)?3ZT表示在平衡态下，分子的平均平动动能(或单原子分子的平均能量).

2

(3)表示在平衡态下，自由度为'的分子平均总能量均为.

2

(4)上一」RT表示由质量为M,摩尔质量为Mm”，自由度为i的分子组成的系统的内能.

M“加2

(5)^^丁表示1摩尔自由度为的分子组成的系统内能.

2

3

(6)二RT表示I摩尔自由度为3分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动

2

能之总和.

7.16有两种不同的理想气体，同压、同温而体积不等，试问下述各量是否相同？

(1)分子数密度；(2)气体质量密度；(3)单位体积内气体分子总平动动能；(4)单位体积内气体分子的总

动能。

答：(1)由〃==2知分子数密度相同；

kT

⑵由P=±M=3M人D知气体质量密度不相同；

VRT

3

(3)由〃1ZT知单位体积内气体分子总平动动能相同；

(4)由〃2左T知单位体积内气体分子的总动能不一定相同.

2

7.22容器中储有氧气，其压强为P=0.1MPa(即latin)温度为27℃求

(1)单位体积中的分子数“；(2)氧分子的质量"2；(3)气体密度p；(4)分子间的平均距离0；(5)平均

速率方；(6)方根速率律；(7)分子的平均动能三。

7.231mol氢气，在温度为27℃时，它的平动动能、转动动能和内能各是多少？

7.24一瓶氧气，一瓶氢气，等压、等温，氧气体积是氢气的2倍，求(1)氧气和氢气分子数密度之比；(2)氧

分子和氢分子的平均速率之比。

习题8

8.1选择题

(1)关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：

①可逆过程一定是准静态过程.

②准静态过程一定是可逆过程.

③不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原.

④非静态过程一定是不可逆过程.

以上说法，正确的是：[]

(A)①、②、③、④.(B)①、②、③.

(C)②、③、④.(D)①、③、④.

(2)热力学第一定律表明：[]

(A)系统对外做的功不可能大于系统从外界吸收的热量.

(B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量.

(C)不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量.

(D)热机的效率不可能等于1.

(3)如题8.1图所示，儿”为理想气体绝热过程，61”和82”是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收

热量的情况是：[]

(A)从a过程放热，做负功；人2(/过程放热，做负功.

(B)从a过程吸热，做负功；人2a过程放热，做负功.

(C)bla过程吸热，做正功；b2a过程吸热，做负功.

(D)从a过程放热，做正功；匕2”过程吸热，做正功.

(4)根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的.[]

(A)功可以全部变为热，但热不能全部变为功.

(B)热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体.

(C)气体能够自由膨胀，但不能自动收缩.

(D)有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量.

(5)设有以下一些过程：

(1)两种不同气体在等温下互相混合.

(2)理想气体在定体下降温.

(3)液体在等温下汽化.

(4)理想气体在等温下压缩.

(5)理想气体绝热自由膨胀.

在这些过程中，使系统的嫡增加的过程是：[]

(A)(1)、(2)、(3).(B)(2)、(3)、(4).

(C)(3)、(4)、(5).(D)⑴、(3)、(5).

8.2填空题

(1)一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由匕压缩到g%,分别经历等压、等温、绝热三种过程.其

中：过程外界对气体做功最多；过程气体内能减小最多；过程气体放热最

多.

(2)常温常压下，一定量的某种理想气体，其分子可视为刚性分子，自由度为i,在等压过程中吸热为

Q,对外做功为A，内能增加为则A/Q=.A£/Q=.

(3)一理想卡诺热机在温度为300K和400K的两个热源之间工作。若把高温热源温度提高100K,则

其效率可提高为原来的倍；若把低温热源温度降低100K,则其逆循环的致冷系数将降低为原来

的倍。

(4)绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体.如果把隔板撤去，气体将进行自由膨

胀，达到平衡后气体的内能,气体的燧.(增加、减小或不变).

8.11.如题8.11图所示，一系统由状态”沿ac七到达状态人的过程中，有350J热量传入系统，而系统做功

126J.

(1)若沿“外时，系统做功42J,问有多少热量传入系统？

(2)若系统由状态6沿曲线加返回状态。时，外界对系统做功为84J,试问系统是吸热还是放热?热量

传递是多少？

8.12Imol单原子理想气体从300K加热到350K,问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外

做了多少功？

(1)容积保持不变；

(2)压力保持不变。

8.13一个绝热容器中盛有摩尔质量为Mm”，比热容比为丫的理想气体，整个容器以速度u运动，若容器突然

停止运动，求气体温度的升高量(设气体分子的机械能全部转变为内能)。

8.140.01n?氮气在温度为300K时，由IMPa压缩到lOMPa。试分别求氮气经等温及绝热压缩后的(1)体

积：(2)温度；(3)各过程对外所做的功。

8.161mol的理想气体的T-Y图如题8.16图所示，"为直线，延长线通过原点O.求时过程气体对外做的

功.

8.19一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作，试计算

(1)热机效率；

(2)若低温热源不变，要使热机效率提高到80%,则高温热源温度需提高多少？

(3)若高温热源不变，要使热机效率提高到80%,则低温热源温度需降低多少？

8.20如题8.20图所示是一理想气体所经历的循环过程，其中AB和CD是等压过程，BC和DA为绝热过

程，已知B点和C点的温度分别为T2和73.求此循环效率.这是卡诺循环吗?

习题10

10.1选择题

(1)在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[]

(A)使屏靠近双缝.

(B)使两缝的间距变小.

(C)把两个缝的宽度稍微调窄.

(D)改用波长较小的单色光源.

(2)两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱边为轴，沿

逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[]

(A)间隔变小，并向棱边方向平移.

(B)间隔变大，并向远离棱边方向平移.

(C)间隔不变，向棱边方向平移.

(D)间隔变小，并向远离棱边方向平移.

(3)一束波长为彳的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射

光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[]

(A)Z/4.(B)Z/(4/?).

(C)2/2.(D)Z/(2n).

(4)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为%厚度为4的透明薄片，放入后，这条光路的光

程改变了[]

(A)2(n-1)d.(B)2nd.

(C)2(〃・l)d+4/2.(D)nd.

(E)(〃-l)".

(5)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为〃的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变

量为一个波长力则薄膜的厚度是[]

(A)A/2.(B)2/(2n).

(C)2/n.(D)2/[2(n-/)].

(6)在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射单色光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变

外，各级衍射条纹[]

(A)对应的衍射角变小.(B)对应的衍射角变大.

(C)对应的衍射角也不变.(D)光强也不变.

(7)波长力二负加加八加加二人或⑷的单色光垂直照射到宽度”:^立与打”的单缝上，单缝后面放一凸透镜，在凸

透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹。今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第

三个暗条纹之间的距离为d=12mm,则凸透镜的焦距是[]

(A)2m.(B)lm.(C)0.5m.

(D)0.2m.(E)O.lm

(8)波长为4的单色光垂直入射于光栅常数为4缝宽为。、总缝数为N的光栅上.取左=0,±1,±2....,

则决定出现主极大的衍射角。的公式可写成[]

(A)Nasin9=k九.(B)asin0=kM

(C)Nd0no=kQ(D)dsin族左九

(9)在光栅光谱中，假如所有偶数级次的主极大都恰好在单缝衍射的暗纹方向上，因而实际上不出现，那

么此光栅每个透光缝宽度。和相邻两缝间不透光部分宽度b的关系为]I

(A)a=0.5b