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r,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

小-l'3kT—113kT

（A）u=J-----・（B）u=-J-----,

xVinx3Vm

(C)vl=3kT/m.(D)=kT/m.[1

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,w为气体分子

质量，N为气体分子总数目，〃为气体分子数密度，M为阿伏加得罗常量）

3M

(A)^-pV(B)

2M

33M

(C)-npV.(D)1noiN"・]

22M

3.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

200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EK=4.14X105J,求:

⑴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A=1.38XlO3j•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），己知混合气

体的内能是8.1X106j.求：

⑴混合气体的温度；

（2）两种气体分子的平均动能.

31

（二氧化碳的A/moi=44X10-kg•mor，玻尔兹曼常量A=1.38X10心j•长一］，摩尔气

体常量K=8.31J・mol-1•K1）

气体动理论基础(二)

1.己知一定量的某种理想气体，在温度为为与丁2时的分子最概然速率分别为阳和02,分子

速率分布函数的最大值分别为人01)和八灯2).若。＞72,则

(A)Dpi>Up2»人外1)>人外2)・

(B)Dpi>Dpi,

(C)Dpi<Dpi,

(D)Dpi<Up2,fiUpl)<fiUp2).[]

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"=LOxlO"atm,密度夕=1.24x10"kg/m，则

该气体分子的方均根速率为.(1atm=1.013x1()5Pa)

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%,膨胀到体积必分别经历的过程是：Af8等压过程,

A-C等温过程；A-&绝热过程，其中吸热量最多的过程

(A)是1A

(B)是AY

(C)是4fo.

(D)既是AfB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|叫|,又经绝热

膨胀返回原来体积时气体对外作功|1%],则整个过程中气体

⑴从外界吸收的热量。二

(2)内能增加了AE=_____________________

4.一定量理想气体，从A状态Qpi,必)经历如图所示的直线过程变

到8状态(2pi,匕)，则过程中系统作功亚=；

内能改变.

5.0.02kg的氮气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃.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=8.31Jmol,K1)

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：1（“儿曲）和［1（〃»。卬优），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<Qf.

(B).

,,

(C)71>71,Q<Q.

(D)rj>Tjf,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=8.31Jmol^.K-1）

4.给定的理想气体（比热容比脑己知），从标准状态3）、匕、To）开始，作绝热膨胀，体积增大

到三倍，膨胀后的温度T=,压强〃=.

5.1mol理想气体在Ti=400K的高温热源与乃二300K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Qi

（2）气体所作的净功W

⑶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.

⑵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、⑵、(4).

(C)⑵、(4).

(D)⑴、(4).11

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)，

气体的埔(增加、减小或不变).

光的干涉(一)

1.在双缝干涉实验中，入射光的波长为猫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2.5九，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.

[]

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&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，两缝多和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e,则屏幕上

尸处，两相干光的光程差为.

5.在双缝干涉实验中，波长入=550nm的单色平行光垂直入射到缝间距a=2X10"m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=109m)

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.

(B)全暗.

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4/2.

(C)凹陷，且深度为4/2.

(D)凹陷，且深度为;1/

4.[1

3.一束波长为4=600nm(1nm=10'9m)的平行单色光垂直入射到折射率为〃=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4=600

nm(lnm=10-9m)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A/=0.5mm,那么劈尖角。应是多少？

光的衍射(一)

1.根据惠更斯一菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为5,则S的前方某点尸的光强度

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C上的中央衍射条纹将

(A)变窄，同时向上移；L

(B)变窄，同时向下移；二：]

(C)变窄，不移动；-------------

(D)变宽，同时向上移；f

(E)变宽，不移.

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.缝后有焦距为户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.用波长九二632.8nm(lnm=10-3)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=10-9m)的单色光垂直入射到宽度为。=0.10mm的单缝上，观察夫琅

禾费衍射图样，透镜焦距户l.0m,屏在透镜的焦平面处.求：

(1)中央衍射明条纹的宽度A劭；

(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〃、总缝数为N的光栅上.取k=U,±

1,±2..・・，则决定出现主极大的衍射角e的公式可写成

(A)Nasin^=kA..(B)asin^=A:2.

(C)NdsinaA九①)dsinOA4.[]

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d=3ym,缝宽a=lpn,

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;h和;I2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长；h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;I尸560nm,试求：

(1)光栅常数。+力

(2)波长；12

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正则在界面2的反

(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.[]

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(〃1=1.00),II为玻璃52=1.60),两个交界面相互平行.一束自然

光由媒质I中以1角入射.若使I、n交界面上的反射光为线偏振光，

(1)入射角i是多大？.！

⑵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？IT段

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T,气体分子的质量为利.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；

(C)u；=3kT/m.(D)以=kT/m.

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

者的大小关系是：

(A)pi>"2.(B)P1〈P2.

(C)pi="2.(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、⑵、(4).(B)⑴、⑵、(3).

(C)(2)、⑶、(4).(D)⑴、⑶、(4).[]

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

(A)E和刃都相等.(B)E相等，而正不相等.

(C)正相等，而三不相等.(D)至和记都不相等.[]

(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)一4.

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，(7)“2代表气体分子运动

的方均根翅.处于平衡状态下理想气体，三种速艇系为

2，/22l/2

(A)(L»)=V=Vp(B)V=VP<(V)

2,/22,/2

(C)vp<Z7<(I/)(D)vp>V>(12)[]

(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“必

(A)分为最概然速率.|

(B)%为平均速率.

(C)%为方均根速率./\\

(D)速率大于和小于分的分子数各占一半.1/

题5-1(7)图

(8)速率分布函数(切的物理意义为：

(A)具有速率u的分子占总分子数的百分比.

(B)速率分布在12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.

①)速率分布在u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200m・$一1,则气体

的压强为________________

(2)在温度为127t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⑴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)S

5.3容器中储有氧气，其压强为P=0.1MPa(即latm)温度为27℃求⑴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400m6」.当其压强为1atm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江=6.21X10-21j.试求：

(I)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。

325

5.7容积V=1m的容器内混有M=1.0X1025个氢气分子和7V2=4.OxlO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"标=44'10一3kg.m0「)

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AEni/CvAT(式中Cy为定体摩尔热容量，视为常量，卜为气体摩尔数)计算理想气体内能增量

时，比式

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

增量也，则正负情况是：

(A)AE>0,Q>0,W<0.

(B)△E>0,0>O,W>0.

(C)A£>0,QvO,W<0.

(D)△EvO,Q<0,W<0.

[]

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.同时对外作功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7,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7；(3)等温压缩到原来体积匕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)•绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另•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，牖增加.(B)温度升高，燃增加.

(C)温度降低，烯增加.(D)温度不变，燧不变.

[]

题6.1(9)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|跖|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|牝|,

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4状态(2puH)经历如题6-2(2)图所示的直线过程

变到B状态(2p,V2),则AB过程中系统作功卬=；内能改变

题6.2(2)

图

(3)一气缸内贮有10moi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(比热容比冰已知)，从标准状态(po、％、7b)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨

胀后的温度7=,压强〃=.

(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力

.(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4附时，系统作功42J,问有多少热量传入系统？

⑵若系统由状态力沿曲线仇/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40M)沿直线变化

到状态励2,㈤，试求：

(I)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

题6.6图

1.60X10」，求：

(1)气体所作的功W；

(2)气体内能的增量AE；

(3)比热容比7

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27C,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〃?,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：

(A)/栏:・(B)/二

[]

—3kT

(C)q=­①)y>—

tnm

(2)一瓶氮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，但氮气的压强大于氮气的压强.

(D)温度相同，但氢气的压强小于氮气的压强.

(3)在标准状态下，氧气和家气体积比为％/匕=1/2,都视为刚性分子理想气体，则其内能之比昂/及为:

[]

(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E~V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.(。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3.0xl()2m3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图所示的两条大0~1＞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.

3

(1)-kT(2)-kT(3)-kT

222

3

(4)工LRT(5)-RT(6)-RT

%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)巳3％7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)」&T表示在平衡态下，自由度为『的分子平均总能量均为.

2

(4)二:一大尺丁表示由质量为M,摩尔质量为Mm,“，自由度为i的分子组成的系统的内能.

帽〃“2

(5)表示I摩尔自由度为,•的分子组成的系统内能.

2

3

(6)—R7表示1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

能之息和.

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；

K1

(2)由p=3=%^知气体质量密度不相同；

VRT

(3)由〃|AT知单位体积内气体分子总平动动能相同；

(4)由〃］攵丁知单位体积内气体分子的总动能不一定相同.

7.22容器中储有氧气，其压强为P=O.IMPa(即latm)温度为27℃求

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

速率0;(6)方根速率律；(7)分子的平均动能E。

7.23Imol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，在比循环过程中，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，bca为理想气体绝热过程，b\a和b2a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)/Ma过程放热，做负功；62a过程放热，做负功.

(B)从a过程吸热，做负功；b2a过程放热，做负功.

(C)9。过程吸热，做正功;b2a过程吸热，做负功.

(D)ZHa过程放热，做正功；b2a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，使系统的燧增加的过程是：[]

(A)(1)、(2)、(3).(B)(2)、(3)、(4).

(C)(3)、(4)、(5).(D)(1)、(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!匕，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,内能增加为贝ijA/Q=.^E/Q=.

(3)—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,气体的熠.(增加、减小或不变).

8.11.如题8.11图所示，一系统由状态。沿到达状态b的过程中，有350J热量传入系统，而系统做功

126J.

(1)若沿。仍时，系统做功42J,问有多少热量传入系统？

(2)若系统由状态力沿曲线加返回状态a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Mnw)，比热容比为y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)。

8.14O.Oln?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。

8.16Imol的理想气体的「V图如题8.16图所示，"为直线，延长线通过原点O.求必过程气体对外做的

功.

Vo2V0

题8.16图

8.19一卡诺热机在1OOOK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点的温度分别为乙和73.求此循环效率.这是卡诺循环吗？

题图8.20

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,并向远离棱边方句平移.

(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2的单色光由空气垂直入射到折射率为〃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)2/4.(B)2/(47!).

(C)2/2.(D)2/(2w).

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

程改变了[]

(A)2(〃-l)d.(B)2nd.

(C)2(w-1)d+/l/2.(D)〃d.

(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

量为一个波长九则薄膜的厚度是[]

(A)2/2.(B)2/(2w).

(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.①)光强也不变.

(7)波长/=5。0/加(/〃〃尸/0%)的单色光垂直照射到宽度。=0.25/加的单缝上，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[J

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

(D)0.2m.(E)0.1m

(8)波长为2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.取仁0,±1,±2....,

则决定出现主极大的衍射角。的公式可写成[]

(A)Nas\n^=kZ.(B)asin^=Zc2.

(C)NdsinO=kA.(D)dsinGH.

(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[]

(A)a=0.5b(B)a=b

(C)a=2b(D}a=3b

(10)一束光强为/o的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏

振片后的光强/为[]

(A)Z0/4V2.(B)/o/4.

(C)/o/2.(D)V2Z(I/2o

(ID自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是[]

(A)在入射面内振动的完全线偏振光.

(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光.

(C)垂直于入射面振动的完全线偏振光.

(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.

(12)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