成都理工大学大学物理1下期末考试复习Word格式.docx
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能量均分定理:
;
理想气体内能:
要求:
典型分子的自由度及内能与mol热量:
自由度:
单:
i=3,刚双i=5,,刚三i=6;
温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能和平均平动动能有如下关系:
(A)和都相等.(B)相等,而不相等.
(C)相等,而不相等.(D)和都不相等.[]1
有一瓶质量为M的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体),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____________________.
4)速率分布函数:
(深刻理解其意义!
!
)
--------注意曲线的特征
-------区分在相同m、不同T时的两条曲线;
-------区分在相同T、不同m时的两条曲线。
现有两条气体分子速率分布曲线
(1)和
(2),如图所示.
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.
画有阴影的小长条面积表示_
分布曲线下所包围的面积表示____________________
三种统计速率
,;
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.
若f(v)为气体分子速率分布函数,N为分子总数,m为分子质量,则的物理意义是
(A)速率为的各分子的总平动动能与速率为的各分子的总平动动能之差.
(B)速率为的各分子的总平动动能与速率为的各分子的总平动动能之和.
(C)速率处在速率间隔~之内的分子的平均平动动能.
(D)速率处在速率间隔~之内的分子平动动能之和.
在平衡状态下,已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v)、分子质量为m、最概然速率为vp,试说明下列各式的物理意义:
(1)表示_____________________________________________;
(2)表示__________________________________________.
5);
一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当体积增大时,分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是:
(A)减小而不变.(B)减小而增大.
(C)增大而减小.(D)不变而增大.[]
一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度降低时,分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是:
(A)减小,但不变.(B)不变,但减小.
(C)和都减小.(D)和都不变.[]
2、热力学
热力学第一定律对于理想气体各等值过程和绝热过程中的功、热量及内能增量的计算;
理想气体的定压、定体摩尔热容和内能的计算方法;
一般循环过程热效率的计算方法及卡诺循环的热效率计算;
热力学第二定律的物理意义;
克劳修斯熵变的计算。
热力学第一定律,
准静态过程:
,
掌握4个等值过程
a等体过程:
特征
常量
过程方程
A
摩尔热容
b等压过程
c等温过程
d绝热过程
常量;
或
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:
(A)等温过程.(B)等压过程.(C)等体过程.(D)绝热过程.
一定量理想气体经历的循环过程用V-T曲线表示如图.在此循环过程中,气体从外界吸热的过程是
(A)A→B.(B)B→C.
(C)C→A.(D)B→C和B→C.
3)循环过程
热机:
卡诺热机:
致冷机:
卡诺致冷机:
一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程.已知气体在状态A的温度为TA=300K,求
(1)气体在状态B、C的温度;
(2)各过程中气体对外所作的功;
(3)经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和).
1mol氦气作如图所示的可逆循环过程,其中ab和cd是绝热过程,bc和da为等体过程,已知V1=16.4L,V2=32.8L,pa=1atm,pb=3.18atm,pc=4atm,pd=1.26atm,试求:
(1)在各态氦气的温度.
(2)在态氦气的内能.
(3)在一循环过程中氦气所作的净功.
(1atm=1.013×
105Pa)
(普适气体常量R=8.31J·
mol1·
K1)
某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环:
Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a'
b'
c'
d'
a'
),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Q,
循环Ⅱ的效率为′,每次循环在高温热源处吸的热量为Q′,则
(A)′,Q<
Q′.(B)′,Q>
Q′.
(C)′,Q<
Q′.(D)′,Q>
热力学第二定律:
(理解)
开尔文表述:
不可能制造出这样一种循环工作的热机,它只使单一热源冷却来做功,而不放出热量给其他物体,或者说不使外界发生任何变化。
克劳修斯表述:
不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化。
热力学第二定律的实质:
一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。
5)熵增加原理:
在孤立系统中所进行的自然过程总是沿着熵增大的方向进行,它是不可逆的。
即,
,,
甲说:
“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1.”乙说:
“热力学第二定律可表述为效率等于100%的热机不可能制造成功.”丙说:
“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于.”丁说:
“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于”对以上说法,有如下几种评论,哪种是正确的?
(A)甲、乙、丙、丁全对.(B)甲、乙、丙、丁全错.
(C)甲、乙、丁对,丙错.(D)乙、丁对,甲、丙错.[]
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,熵增加.(B)温度升高,熵增加.
(C)温度降低,熵增加.(D)温度不变,熵不变.[]
1mol理想气体经过一等压过程,温度变为原来的两倍,设该气体的定压摩尔热容为Cp,则此过程中气体熵的增量为:
(A).(B)2Cp.
(C).(D)Cpln2.[]
一绝热容器被隔板分成体积相等的两部分,一边盛1mol理想气体,另一边是真空.若把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平衡后,理想气体的熵增量
S=________________________.(普适气体常量R=8.31J·
mol1·
K1)
试计算质量为8.0g的氧气(视为刚性分子理想气体),在由温度t1=80℃、体积V1=10L变成温度t2=300℃、体积V2=40L的过程中熵的增量为多少?
气缸内有一定量的氧气,(视为刚性分子的理想气体),作如图所示的循环过程,其中ab为等温过程,bc为等体过程,ca为绝热过程.已知a点的状态参量为pa、Va、Ta,b点的体积Vb=3Va,求:
(1)该循环的效率;
(2)从状态b到状态c,氧气的熵变S.
振动和波部分
1、简谐振动
描述谐振动的基本物理量(振幅、周期、频率、相位);
一维谐振动的运动方程;
旋转矢量法、图像表示法和解析法及其之间的关系;
振动的能量;
两个同方向、同频率谐振动合成振动的规律。
1)动力学方程:
,或
证明:
作简谐运动,要点:
找准位置。
2)运动学方程:
速度:
加速度:
3)描述简谐运动的物理量:
振幅;
周期;
频率;
相位;
初相位
弹簧振子:
单摆:
复摆:
轻弹簧上端固定,下系一质量为m1的物体,稳定后在m1下边又系一质量为m2的物体,于是弹簧又伸长了x.若将m2移去,并令其振动,则振动周期为
(A).(B).
(C).(D)
劲度系数分别为k1和k2的两个轻弹簧串联在一起,下面挂着质量为m的物体,构成一个竖挂的弹簧振子,则该系统的振动周期为
(A).(B).
(C).(D).
4)旋转矢量法:
主要用于确定φ(要求会熟用)
例题:
一质点作简谐振动.其运动速度与时间的曲线如图所示.若质点的振动规律用余弦函数描述,则其初相应为
(A)/6.(B)5/6.(C)-5/6.
(D)-/6.(E)-2/3.[]
5)简谐运动的能量
;
一弹簧振子作简谐振动,总能量为E1,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增为原来的四倍,则它的总能量E2变为
(A)E1/4.(B)E1/2.
(C)2E1.(D)4E1.[]
当质点以频率作简谐振动时,它的动能的变化频率为
(A)4.(B)2.(C).(D).[]
6)简谐运动的合成(重点)
合振动:
其中,
,,加强。
,,减弱
例:
两个同方向同频率的简谐振动,其振动表达式分别为:
(SI),(SI)
它们的合振动的振辐为_____________,初相为____________.
2、机械波
简谐波的各物理量意义及各量间的关系;
平面简谐波的波函数的建立及物理意义;
相干波叠加的强弱条件;
驻波的概念、特征及其形成条件;
多普勒效应。
(惠更斯原理不作要求)
1)波函数:
已知点处,质点振动方程
则波函数:
i)理解,记住各量关系及标准方程,
ii)由方程求某时的波形方程或某点的振动方程及其曲线图。
补充例题:
已知一平面简谐波的表达式为(a、b为正值常量),则
(A)波的频率为a.(B)波的传播速度为b/a.
(C)波长为/b.(D)波的周期为2/a.[]
一平面简谐波,沿x轴负方向传播.角频率为,波速为u.设t=T/4时刻的波形如图所示,则该波的表达式为:
.