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热学试题库完整
物理学本科《热学》期终试卷
（一）
班级学号
题型
—
三
总分
分值
24
28
10
10
10
8
10
100
得分
一、选择题（24%,每题4分）
1、热力学系统经绝热过程，系统的爛（E）
A、增加B、减少C、不变
D、可以增加也可以减少E、可以增加也可以不变
2、两种理想气体的温度相同，摩尔数也相同，则它们的能（C）
A、相同B、不同C、可以相同也可以不同
3、一隔板把长方形容器分成积相等的两部分，一边装CO2,另一边装吐,
两边气体的质量相同，温度也相同，
设隔板与器壁之间无摩擦，隔板（C）
A、不动B、向右移动C、向左移动
4、lmol理想气体从同一状态出发，通过下列三个过程，温度从T］降至T?
则系统放热最大的过程为（A）
A、等压过程B、等容过程C、绝热过程
5、下列过程中，趋于可逆过程的有（C）
A、汽缸中存有气体，活塞上没有外加压强，且活塞与汽缸间没有摩擦
的膨胀过程
B、汽缸中存有气体，活塞上没有外加压强，但活塞与汽缸间磨擦很大，气体缓慢地膨胀过程
C、汽缸中存有气体，活塞与汽缸之间无磨擦，调整活塞上的外加压强，
使气体缓慢地膨胀过程
D、在一绝热容器两种不同温度的液体混合过程
6、无限小过程的热力学第一定律的数学表达式为：
dQ=clu+clA式中dA为系统对外所作的功，今欲使〃Q、血、dA为正的等值，该过程是（C）
A、等容升温过程B、等温膨胀过程
C、等压膨胀过程D、绝热膨胀过程
二、填空题（28%）
1、理想气体温标的定义：
①（V不变）；
②（P不变）。
（4分）
2、麦克斯韦速率分布函数为o（2分）
3、理想气体Cp>Cu的原因是o（2分）
4、晶体中四种典型的化学键是：
、、
、o（4分）
5、在T-S图中画出可逆卡诺循环，
山线所圉面积的物理意义是
□（4分）
6、体积为V的容器，装有分子质量为g和m2两中单原子气体，此混合理
想气体处于平衡状态时，两种气体的能都等于u,则两种分子的平均速
（4分）
7、准静态过程：
0（2分）
循环过程：
o（2分）
8、试说明下列各含量的物理意义：
①孑八彷“”为"：
®f（u）du：
o（4分）
三、计算题（48%）
1、证明理想气体定压摩尔热容量等于定容摩尔热容量与/?
之和。
（10分）
2、处在空气中的肥皂泡，其半径为门泡外的压强为Po,求泡的压强P,若肥皂泡的半径从厂等温地增大到&外界对肥皂泡需要作多少功？
（10分）（肥皂泡的表面长力系数为久）
3、64克氧气，当温度为27°C,体积为60升时。
①经过等温膨胀，体积增至90升；②先经过等压膨胀，再经过等容过程达到与①同样的终态。
试求系统在①、②两种过程所吸收的热量Q,对外所作的功A,以及能的变化△“各是多少？
（10分）
4、一隔板把容器分成相等的两部分，一边盛有质量为〃门，摩尔质量为幻的理想气体，另一边为真空。
当抽掉隔板后，则气体就自由膨胀而充满整个容器，试求系统的爛变。
（8分）
5、燃气涡轮机工质进行如图所示的循环过程，其中1—2,3-4为绝热过
程：
2—3,4—1为等压过程。
试证明这循环的效率4为
A—d
（r-l）/r
其中空,
P\
体,Cp为常数。
「号是绝热压缩过程的升压比,设工作物质为理想气
（10分）
物理学本科《热学》期终试卷
（二）
班级学号
题型
—
三
总分
分值
24
28
6
10
10
10
12
100
得分
一、选择题（24%,每题4分）
1、两种不同的化学组份的混合理想气体，其状态方程为（）
A、（P,
+PJ2V:
N+Wrt
B、（片+匕饵-严+M?
）r
MiMz
M.+M.
M.M.
C、（P,
+P,）V=
12RT
D、（R+PJV—（1+2）RT
山+卩2
内2
2、关于理想气体的能，下面说确的是（）
A、对应于某一状态，能只具有一个数值
B、当理想气体状态改变时，能一定改变
C>mol数相同的各种理想气体，只要温度相同，其能都一样
D、理想气体能的改变总是等于-Cv{Tx-T^A
E、某给定理想气体，处在一定状态，就具有一定能
3、如果只用绝热方法使系统初态变到终态，则（）
A、对于联结这两态的不同绝热过程，所作的功不同
B、对于联结这两态的所有绝热过程，所作的功都相同
C、由于没有热量交换，所以不作功
D、系统总能不变
E、系统能将随不同路径而变化
4、一定质量的理想气体，如果吸热相同，则在等值过程中，作功量多的是（）
A、等容过程B、等压过程C、等温过程
5>\rnol理想，从同一状态出发，通过下列三种过程后，体积都从W增大
到V2,则系统能增加最大的过程为（）
A、绝热过程B、等压过程C、等温过程
6、体积随温度降低而增大的物质，其熔点（）
A、随外加压强增大而降低B、随外加压强增大而升高
C、不随外加压强变化而改变
D、可能随外加压强增大而升高，也可能降低，视其化学成份而定
二、填空题（28%）
1、能量均分定理为o（2分）
2、热力学第二定律的开尔文表述,
热力学第二定律的克劳修斯表述为
o（4分）
3、设一理想气体，用符号+、-、0分别表示P,V,T的增加、减少和不变。
A为+表示外界对系统作正功，Q为+表示系统吸收热量，为+表示系统能增加，试填下表：
（共8分，错2格扣1分）
、、改变量
AT
△V
AP
A
△u
Q
等压
等温
等容
绝执
4、玻尔兹曼分子按能量分布律为o（2分）
5、克拉伯龙方程是o（2分）
6、氮分子的有效值径为3.8X10-1%,则其在标准状态下的平均自由程为
和碰撞频率为o（4分）
7、晶体的宏观特性有、、
o（3分）
8、热力学第一定律表述为
其数学表达式为o（3分）
三、计算题（48%）
1、证明两绝热线不能相交。
（6分）
2、在半径r=0.3mm的毛细管中注水，
一部分在管的下端形成水滴，其形状
可以视作半径R二3mm球的一部分，
如图所示，已知水的表面力系数
a=7.3X10-2N/m,上端液体与毛细
物理学本科《热学》期终试卷（三）
班级学号
题型
—•
三
总分
分值
21
29
12
10
12
8
8
100
得分
一、选择题（21%,每小题3分）
1、物质在三相点时，其汽化曲线的斜率升华曲线的斜率。
（）
A、大于B、小于C、等于
2、一瓶氧气，在高速运输的过程中突然被迫停止下来，则瓶氧气的（）
A、压强和温度均保持不变B、压强变，温度不变
C、压强不变，温度变D、压强和温度均要变
3、一个不受外界影响的“孤立系统”，其部发生的过程，总是（）
A、由儿率大的状态向儿率小的状态进行
B、山儿率小的状态向儿率大的状态进行
C、处于平衡态
4、一定质量的气体在压强保持不变的情况下，温度由50°C升到100°C时，
其体积将改变百分之儿？
（）
A、15.5B、13.4C、50
5、两容器分别贮有氢气和氧气，如果压强、体积和温度都相同，则它们的
1、系统发生热传递的必要条件是,国际单位制中基本
的热学物理量是，它的单位名称是,国际代号
为o（2分）
2、测得某种理想气体的比热容丫为1.4,其定容摩尔热容量G为
定压摩尔热容量Cp为o（2分）
3、如图所示，判断过程中各物理量的正、负符号，并填入下表，规定系统对外作功A取正，系统吸热Q取正号，能增加AU为正号，其a->b为绝热过程。
（4分）
过程
A
AT
Q
AU
“fb
b—c
c—a
循环abca
4、晶体的宏观特性有
5、氮分子的有效直径为3.8X10-%,则其在标准状态下的平均自由程为
和碰撞频率为o（2分）
6、冰熔解为水，其比容变,所以，冰的熔点随外界压力增
大而o（2分）
7、蒸发与沸腾都是现象，两者相比，蒸发的特点是在
o（2分）
8、克拉伯龙方程为，它可以反映相变过程的临
界曲线的斜率。
（2分）
9、一容器贮有氧气，其压强P=1.0atm,温度t=27°C,则其单位体积的分
子数为:
氧分子的质量;最可儿率
为:
方均根速率为o（4分）
10、气体从非平衡态到平衡态的过程，叫输运过程，常见的有、
三种过程。
（2分）
11、麦克斯韦速率分布律为:
（2分）
12、热力学第一定律表述为
-（2分）
三、计算题（50%）
1、用分子运动论观点结合统计概念推导理想气体压强公式P=-ne,n为单3
位体积的分子数，E为分子平均平动动能。
（12分）
2、如图所示，两个截面积相同的的连通管,
一为开管，一为闭管，原来两管的水
银面等高，今打开活塞使水银漏掉一些,
空气柱的高度hu和大气压强R）已知。
（10分）
3、0.32kg氧气作如图所示的abcda循环，设V2=2Vi,
求循环效率。
设C=-R,ab、cd为等温过程，be、
2
da为等容过程。
（12分）
ViV2
4、如图半径r=0.40mm的毛细管中注水，一部分水在管的下端形成一水滴，其形状可以认为是半径为R=4mm的球的一部分，求管中水柱的高度h,水的表面力系数a=7.3X10-2N/m。
（8分）
5、质量为8.0克的氧气（分子为刚性模型），在山温度t1=80°C,体积VR0升，变成温度V2=300°C,体积V2=40升的过程中爛变为多少？
（8分）
物理学本科《热学》期终试卷（四）
班级学号
题型
—
三
总分
分值
21
29
10
10
12
10
8
100
得分
一、选择题（21%,每小题3分）
1、在夏天，池塘、湖和海水等处水的温度，总是比周围空气的温度（）
A、高B、低C、一样
2、IIIP,V,T描写的理想气体，在等容、等压、等温的过程中能独立改
变的状态参量数目是（）
A、1个B、2个C、3个
3、两个相同的容器都装有氧气，以一玻动管相通，管中用一水银滴作活塞,
当左边容器的温度为0°C而右边为20°C
时，水银滴刚好在玻动管的中央而维持
平衡，如果左边升到10°C,而右边升到
30°C,则水银滴将作怎样移动（）
A、向左B、向右C、不动
4、质量为14克的氮气，当压强为1atm,体积为8310cm3时，其分子的平
均平动动能是（）
A、4.14X1021（J）B、1.38X10-21（J）C、4.86XIO21（J）
5、一摩尔理想气体从同一状态出发，通过下列三个过程，温度从Ti降至
T2,则系统放热最大的过程为（）
A、等压过程B、等容过程C、绝热过程
6、理想气体在等容过程中，其分子平均自由程与温度关系为（）
A、成正比B、成反比C、无关
7、一个CO2分子，如果在刚性情况下，则它的自由度数为（）
A、6B、5C、4D、3
二、填空题（29%）
1、热学是物理学的一个重要部分，是研究的理论。
（2分）
2、一支刻度均匀的温度计，在水的冰点示数为5°,沸点时示数为95°,
用它测量40°C的物体，所得示数是。
（2分）
3、物体的温度恒定，用华氏温度计测得为167.00°F,用摄氏温度测得的
数值应当为°C,折算成理想气体温度计的温度为
Ko（2分）
4、能量均分定理为。
（2分）
5、由分子运动论得到理想气体压强公式：
气体压强的微观
本质是o（2分）
6、f（v）为麦克斯韦速率分布函数，N为系统的分子总数。
则Nf（v）dv的物理
意义是;
[2vf（v）dv的物理意义是o（2分）
7、若取氧气分子的有效直径d=3.5X10,0米，则氧气分子在标准状态下的
平均自由程为和碰撞频率为O（2分）
8、晶体中四种典型的化学键是、、
、°（4分）
9、液晶的特点是、、
o（3分）
10、_级相变的普遍特征是和,
物质相变时的温度与相对应。
（3分）
11、液体表面力系数的大小，主要由决定，还与相邻物质
种类有关；并随液体的而减少；还与液体所含杂质有关。
使液体表面力系数减少的物质称为o（3分）
12、热力学第二定律的开尔文表述是
o克修斯表述是o（2分）
三、计算题（50%）
1、N个假想的气体分子，其速率分布如图所示（当
V>2Vo时，粒子数为零）
1山N和V。
求a；②求速率在1.5V。
到2.0V。
之间的分子数；③求分子的平均速率。
（10分）
1等温过程be的功Abe；
2a、b两态的能变化：
3循环过程的净功A；
4循环效率八。
（12分）
4、10千克20°C的水在等压条件下变为250°C的过热蒸汽，已知水的定压比
热为4187J/kg.K,蒸汽的定压比热为1670J/kg.K,水的汽化热为22.5x105J/kg,试计算爛的增加量.（10分）
5、一气缸贮有理想气体，气体的压强，摩尔体积和温度分别为Po,Vo和To,现将气缸加热，使气体的压强和体积同时增大，设在这过程中,气体的压强和摩尔体积V满足下列关系式:
P=KV,其中K为常数.
1求常数K,将结果用P（）,To和R表示；
2设To=2OOK,当摩尔体积增大到2V。
时，气体的温度是多高？
（8分）
物理学本科《热学》期终试卷（五）
班级学号
题型
—
三
总分
分值
24
30
8
8
10
10
10
100
得分
一、选择题（24%,每小题3分）
1、设山、刈为两种不同理想气体的分子质量，屈、歸分别为它们的
方均根速率，则在气体温度相等的情况下，下列那个关系式是正确的
（）
2、理想气体在等容过程中，其分子平均自由程与温度关系为（）
A、成正比B、成反比C、无关
3、某理想气体状态变化时，能随压强的变化关系如图中的直线AB所示,
则A到B的变化过程一定是（）
A、等压过程B、等容过程
C、等温过程D、绝热过程
4、下列说法中正确是（）
A、物体的温度越高，则热量越多
B、物体在一定状态时，具有一定的热量
C、物体的温度愈高，则其能越大
D、物体的能愈大，则具有的热量越多
5、曲理想气体的状态方程可知，对一定量理想气体的等容过程，下列适用
的方程是（）
A、pdv+vdp=OB、ypdv+vdp=0
MM
C、pdv=—RdTD、vdp=—RdT
卩卩
6、若高温热源的温度为低温热源度的m倍，以理想气体为工质的卡诺热
机工作于上述高、低温热源之间，则从高温热源吸收的热量与向低温热源放出的热量之比为（）
A、B、-C、mD、m-1
mm
7、设a为气体分子的方均根速率，P为气体的质量密度，则按气体动理论,
理想气体的压强卩为（）
A、P=pa2B、P=lpaC、P=lpa2D、P=—
333p
8、一容积不变的容器充有一定量的某种理想气体，其分子的平均速率为v,
若将该理想气体分子的平均速率提高到原来的两倍，则（）
A、温度提高到原来的两倍，压强提高到原来的四倍
B、温度提高到原来的两倍，压强提高到原来的两倍
C、温度捉高到原来的两倍，压强提高到原来的两倍
D、温度提高到原来的四倍，压强提高到原来的四倍
二、填空题（30%）
1、写出下列各量的物理意义：
「'f（v）dv表示
JV,
Juf（v）dv表示o（4分）
2、容积为4升的容器中盛有1.03X1023个的氢分子，如果气体的压强为
latm,则氢分子的方均根速率为；氢气的温度为
o（2分）
3、计算空气分子在标准状态下的平均自由程为和碰撞频率
为。
（已知分子的有效直径d=3.5X10-*°m,空气的平均分子
量为29）。
（4分）
4、晶体的宏观特性有、、o（3分）
5、晶体中常见的四种典型的结合力分别为、、
、-（2分）
6、液体的彻体性质包括、、、
、o（2分）
7、两瓶质量相同，温度相同的气体（氧、氢）随车运动，当车突然停止时,
它们的温度增量之比/XT。
：
ATIk=o（2分）
8、如图所示，判断过程中各物理量的正、负符号，并填入下表，规定系统
对外作功A取正，系统吸热Q取正号，能增加△!
；取正号。
（4分）
过程
A
AT
Q
△u
a—b
b—c
cfa
循环abca
9、蒸发与沸腾都是现象，两者相比，蒸发的特点是
-（2分）
10、系统发生热传递的必要条件是,国际单位制中，基
本的热学物理量是，它的单位名称是,
国际代号为o（2分）
11、气体从非平衡态到平衡态的过程，叫做输运过程，常见的、
、三种过程。
（3分）
三、计算题（46%）
1、一端封闭的玻璃管长l=70.0cm,贮有空气，气柱上面有一段长为h=20.0cm的水银柱，将气柱封住，水银面与管口对齐，今将玻璃管的开口端用玻璃片盖住，轻轻倒转后再除去玻璃片，因而使一部分水银漏出，当大气压为75.0cmHg,留在管的水银柱有多高？
（8分）
2、体积为W,温度为「的lmol双原子分子（C=?
R）的理想气体，经
2
下列过程后体积膨胀为W：
①可逆等温膨胀；②向真空自山膨胀；③节
流膨胀：
④可逆绝热膨胀。
求在此四种情况下，理想气体的能、温度及
爛的变化。
（8分）
3、一摩尔非刚性双原分子的理想气体，经历如图所示的一个循环，求此循
环的效率。
（10分）
4、证明绝热线与等温线不能相交于两点。
（10分）
5、N个假想的气体分子，其速率分布如图所示，求：
①由N和求a：
②求速率在1.5v。
和2v°之间的分子数：
③求分子的平均速率。
（10分）
物理学本科《热学》期终试卷（六）
班级学号
题型
—
三
总分
分值
24
30
10
10
8
8
10
100
得分
一、选择题（24%,每小题3分）
1、理想气体在等压过程中，其分子平均自由程与温度的关系为（）
A、成正比
B、成反比
C、无关
2、热力学系统经绝热过程，
系统的爛（
）
A、增加
B、减少
C、不变
D、可以增加也可以减少
E、
可以增加也可以不变
3、两种理想气体的温度相同，摩尔数也相同，则它们的能（）
A、相同B、不同C、可以相同也可以不同
4、一隔板把长方形容器分成容积相等的两部分，一边装CO?
另一边装
H2,两边气体的质量相同，温度也相同，设隔板与器壁之间无摩擦，则隔板（）
A、不动B、向右移动C、向左移动
5、对处于平衡态下一定量的理想气体，关于能的含义，下列四种说法中正
确的是（）
A、能是气体所有分子平均平动动能的总和
B、气体处于一定状态，就有一定能
C、对应某状态，能可能有两个或两个以上的值
D、当理想气体的状态改变时，能一定随着改变
量。
当气体从W膨胀到V2时，温度W和V2之间的关系为（）
A、Ti>T2B、Ti=T2C、Ti7、有两瓶气体，分别是氮气和氮气，它们的压强、温度均相同，但体积不
同。
则它们的分子数密度分别为叫、“2气体密度p「P2和单位体积气体的能Ui/VhU2/V2有关系（）
A、ri|=n2,Pi=P2，Ui/Vi=U2/V2
B、nj=n2,Pivp2,V2/V2>Ui/Vi
C、n,>nn,p]=p、,U2/V2>Ui/V1
D、nt>n2,p,>p2,U1/V1=U2/V2
8、某理想气体状态变化时，能随温度的变化关系如图中直线AB所示，则
气体的状态变化过程是（）
A、一定是等压过程
B、一定是等容过程
C、一定是绝热过程
D、上述过程均可能发生
二、填空题（30%）
VV+dV
1、图中画有斜线的面积表示
;分布曲线下包围的
总面积表示
0
因为某气体在一定温度时的速率分布曲
线。
（4分）
2、计算氧气分子在标准状态下的平均自由程为和碰撞频
率为o（已知分子的有效直径d=3.5X10,0m,氧气的分子
量为32）。
（4分）
3、晶体可分为种晶系和种空间点阵。
（2分）
4、热力学第二定律的开尔文表述为
;克劳修斯表述为o（4分）
5、温度为27.0°C时，氮气分子的最可儿速率齐二,平均速率
V=,方均根速率应二-（3分）
6、液体的微观结构具有和的特点，液
体中热运动的主要形式是o（3分）
7、单元系一级相变具有和
的特征。
（2分）
8＞克拉伯龙方程的表达式为o（2分）
9、平衡态是指o（2分）
10、气体部能够发生输运过程是由于和
引起的。
（2分）
11、学习热学课程，是态函数的物理量有,（可
举2个以上）（2分）
三、计算题（46%）
1、一摩尔的单原子理想气体自A点起始，沿顺时针方向完成一个循环，如
图所示，求此循环效率。
（10分）
2、在一个大气压下，30克-40°C的冰变为100°C的水蒸汽，设冰和水的热容量为常数，求上述过程的爛变化值AS。
［设冰的比热为0.5卡/克°C,冰的熔解热为80卡/克,水的汽化热为539卡/克］（10分）
3、试证两绝热线不能相交。
（8分）
4、一容器贮有氢气，其压强为p=1.0atm,温度为t=27°C,求：
①单位体积的分子数；②氢气的密度；③氢分子的质量；
④分子的平均平动动能。
（8分）
5、用麦克斯韦速度分布律求每秒碰到单位面积器壁上的气体分子数。
1
［已知“2化=（册「・严/叭化］（10分）
物理学本科《热学》期终试卷（七）
班级学号
题型
—
三
总分
分值
18
36
12
12
10
1
升级会员 