热学试题库.docx
《热学试题库.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热学试题库.docx（56页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
热学试题库
物理学本科《热学》期终试卷
（一）
班级姓名学号
题型
-一一
二
三
总分
分值
24
28
10
10
10
8
10
100
得分
一、选择题（24%每题4分）
E）
、不变
、可以增加也可以不变
1、热力学系统经绝热过程，系统的熵（
A、增加B、减少C
D可以增加也可以减少E
2、两种理想气体的温度相同，摩尔数也相同，则它们的内能（C）
A、相同B、不同C、可以相同也可以不同
C02
H2
3、一隔板把长方形容器分成积相等的两部分，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，隔板（C）
A、不动B、向右移动C、向左移动
4、1mol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）
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在一绝热容器内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=du+dA式中dA为系
统对外所作的功，今欲使
dQdu、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）:
②P不变）。
（4分）
2、麦克斯韦速率分布函数为。
_（2分）
3、理想气体Cp>Cu的原因是
。
（2分）
4、晶体中四种典型的化学键是：
、、
、。
（4分）
5、在T—S图中画出可逆卡诺循环，
由线所围面积的物理意义是
。
_（_4分）
6、体积为V的容器内，装有分子质量为m和m两中单原子气体，此混合理
想气体处于平衡状态时，两种气体的内能都等于u,则两种分子的平均
（4分）
7、准静态过程：
o_（2分）
循环过程：
_（2分）
8试说明下列各含量的物理意义：
①2Nuf（u）du:
1
②f（u）du:
（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R之和。
（10分）
2、处在空气中的肥皂泡，其半径为r，泡外的压强为P。
，求泡内的压强
P,若肥皂泡的半径从r等温地增大到R,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a）
3、64克氧气，当温度为27E，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,以及内能的变化厶u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m，摩尔质量为卩
1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，试求系统的熵变。
（8分）
5、燃气涡轮机内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n为
n=1
T3T2
又可写为n=1
（r1）/r
P
c
其中p,rcv是绝热压缩过程的升压比，设工作物质为理想气
体,Cp为常数。
（10分）
物理学本科《热学》期终试卷
（二）
班级姓名学号
题型
-一一
二
三
总分
分值
24
28
6
10
10
10
12
100
得分
、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（
2、关于理想气体的内能，下面说法正确的是（）
A、对应于某一状态，内能只具有一个数值
B当理想气体状态改变时，内能一定改变
Cmol数相同的各种理想气体，只要温度相同，其内能都一样
D理想气体内能的改变总是等于MCv（T；T2）
E、某给定理想气体，处在一定状态，就具有一定内能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系统总内能不变
E、系统内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、1mol理想，从同一状态出发，通过下列三种过程后，体积都从V1增大
到V2,则系统内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。
_（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
。
_（_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，△u为+表示系统内能增加，试填下表：
（共8分，错2格扣1分）
改变量
△T
△V
△P
A
△U
Q
等压
等温
等容
绝热
4、玻尔兹曼分子按能量分布律为。
（2分）
5、克拉伯龙方程是。
（2分）
6、氮分子的有效值径为x1O-10m,则其在标准状态下的平均自由程为
口碰撞频率为。
（4分）
7、晶体的宏观特性有、、
（3分）
8、热力学第一定律表述为
其数学表达式为。
（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，
U
一部分在管的下端形成水滴，其形状
可以视作半径R=3mm球的一部分，
A
1
女口图所示，已知水的表面张力系数
a=xiO-2N/m,上端液体与毛细
B
L二
管的接触角为0度，试求管中水柱的高度h。
（10分）
3、取mol数为S的某种理想气体，用如下两种方式由态A过渡到态
C,如图所示，试按以下过程计算
熵的变化Sc—Sa：
①由A经等温过
程到达C;②由A经等容过程到达
B,再经等压过程到达Co（10分）
1作速率分布函数曲线；
2由V0求常数C;
3速率处在Vi（＜V。
）附近单位速率间隔内的粒子数；
4速率处在Vi~V2（＜V。
）间隔内的粒子数；
5粒子的平均速率。
（10分）
5、试证明工作在高温热源Ti与低温热源T2之间的可逆卡诺热机的效率为
1空（12分）
T1
物理学本科《热学》期终试卷（三）
班级姓名学号
题型
-一一
二
总分
分值
21
29
12
10
12
8
8
100
得分
、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，则瓶内氧气的（）
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”，其内部发生的过程，总是（）
A、由几率大的状态向几率小的状态进行
B由几率小的状态向几率大的状态进行
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50C升到100C时，
其体积将改变百分之几（）
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，贝尼们的
分子的速率分布是否相同（）
A、相同B、不相同C、不能确定
6、一个水分子HO,如果在刚性情况下，则它的自由度数为（）
A、2
B
、3
C
、5D、6
7、冰溶解后，
体积要（
）
A、增大
B
、缩小
C
、不变
二、填空题（
29%
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。
（2分）
2、测得某种理想气体的比热容丫为，其定容摩尔热容量G为
定压摩尔热容量CP为。
（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，内能增加△U为正号，其a-b为绝热过程。
（4分）
4、晶体的宏观特性有、
口碰撞频率为。
（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。
（2分）
7、蒸发与沸腾都是象，两者相比，蒸发的特点是在（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、一容器内贮有氧气，其压强P=，温度t=27C，则其单位体积内的分子数为;氧分子的质量;最可几率为
方均根速率为。
（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=2门一，n为单
3
位体积的分子数，-为分子平均平动动能
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，原来两管内的水
银面等高，今打开活塞使水银漏掉一些,
因此开管内水银下降了h,问闭管内水银面下降了多少设原来闭管内水银
面上空气柱的高度ho和大气压强Po已知。
（10分）
4、如图内半径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，水的表面张力系
数a=x10-2N/m。
（8分）
5、质量为8.0克的氧气（分子为刚性模型），在由温度t!
=80C,体积V=10
升，变成温度V2=300C,体积V2=40升的过程中熵变为多少（8分）
物理学本科《热学》期终试卷（四）
班级姓名学号
题型
-一一
二
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、由P,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0C而右边为20C时，水银滴刚好在玻动管的中央而维持平衡，如果左边升到10C，而右边升到30C，则水银滴将作怎样移动（）
A、向左B、向右C、不动
均平动动能是（
A、x10-21（J）B、X10-21（J）CX10-21（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T1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CO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40C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
K（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（2分）
6、f（v）为麦克斯韦速率分布函数，N为系统内的分子总数。
则Nf（v）dv的
物理意义是；_
v2
vf（v）dv的物理意义是。
（2分）
v1
7、若取氧气分子的有效直径d=X10-10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。
（2分）
8、晶体中四种典型的化学键是
、。
（4分）
9、液晶的特点是、、
（3分）
10、一级相变的普遍特征是和,
物质相变时的温度与目对应。
（3分）
11、液体表面张力系数的大小，主要由定，还与相邻物
质种类有关；并随液体的减少；还与液体所含杂质有
关。
使液体表面张力系数减少的物质称为。
（3分）
12、热力学第二定律的开尔文表述是
。
克苏修斯表述是。
（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由N和V0求a；②求速率在Vo到Vo之间的分子
数；③求分子的平均速率。
（10分）
2、一端封闭的玻璃毛细管，内径d为x10-5m管长l
为20cm竖直将开口端插入水中，问插入水一段长度为多少时，恰好管内外水面在同一水平面上。
已知大气压强P°=x105Pa，水的a=73x
o<4
10-Nm,接触角B=0。
（10分）
5
3、理想气体经历了如图所示的循环过程，Cv5R，试求：
2
5、一气缸内贮有理想气体，气体的压强，摩尔体积和温度分别为R,V。
和T。
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Pq,Tq和R表示；
2设Tq=200K当摩尔体积增大到2Vq时，气体的温度是多高（8分）
物理学本科《热学》期终试卷（五）
题型
-一一
二
三
总分
分值
24
30
8
8
10
10
10
100
得分
、选择题（24%,每小题3分）
1、设1、2为两种不同理想气体的分子质量，.V2、V；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
A、
B、
D、
2
号二J12C、
V2
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（
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，内能随压强的变化关系如图中的直线AB所示,
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，则其内能越大
D物体的内能愈大，则具有的热量越多
5、由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、pdvvdp0
Cpdv=MRdTD、vdp=MRdT
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（）
Am1fm1
A、B、
mm
C
、m
D
、m-1
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P为（）
21
A、P=a2B、Pa
3
C
、P
12a
3
2
D、P—
3
8—容积不变的容器内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温度提高到原来的两倍，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%
vo
1、写出下列各量的物理意义：
f（v）dv表示
vi
of（v）dv表示。
（4分）
2、容积为4升的容器中盛有x1023个的氢分子，如果气体的压强为1atm,
则氢分子的方均根速率为;氢气的温度为
。
（2分）
3、计算空气分子在标准状态下的平均自由程为口碰撞频率
为。
（已知分子的有效直径d=x10-Iom空气的平均分子量
为29）。
（4分）
4、晶体的宏观特性有、、。
（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、、、
、。
（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△To2：
△Th2=。
（2分）
&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，内能增加△U取正号。
（4分）
过程
A
△T
Q
△U
a—b
b—c
c—a
循环abca
9、蒸发与沸腾都是象，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。
（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、
、种过程。
（3分）
三、计算题（46%
1、一端封闭的玻璃管长仁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,留在管内的水银柱有多高（8分）
2、体积为V，温度为T1的1mol双原子分子（C=5R）的理想气体，经下
2
列过程后体积膨胀为V2：
①可逆等温膨胀；②向真空自由膨胀；③节流
膨胀；④可逆绝热膨胀。
求在此四种情况下，理想气体的内能、温度及
熵的变化。
（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v0求a；
②求速率在vo和2vo之间的分子数;
物理学本科《热学》期终试卷（六）
班级姓名学号
题型
-一一
二
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，系统的熵（）
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，则它们的内能（）
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
（）
CCt压
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，关于内能的含义，下列四种说法中正确的是（）
A、内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，就有一定内能
C对应某状态，内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，内能一定随着改变
6、如果一定量理想气体的体积和压强依照7=a_的规律变化，式中a为常
量。
当气体从Vi膨胀到V2时，温度V1和V2之间的关系为（）
A、Ti>T2BTi=T2C、Ti7、有两瓶气体，分别是氦气和氮气，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ni、n2气体密度i、2和单位体积气体
的内能U/Vi、U2/V2有关系（）
A、
ni
“2，i
2，UNi=U2/V2
B
ni
n2，i
2，U2/V2>Ui/Vi
C
ni
n2,i
2，U/V2>Ui/Vi
D
ni
n2,i
2，U/Vi=U2/V2
&某理想气体状态变化时，内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
、填空题（30%
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
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口碰撞频
10
率为。
（已知分子的有效直径d=xiom氧气的分子量为
32）。
（4分）
3、晶体可分为中晶系和中空间点阵。
（2分）
4、热力学第二定律的开尔文表述为
；克劳修斯表述为
（4分）
5、温度为27.0°C时，氮气分子的最可几速率Vp=，平均速率
V=,方均根速率V2=。
（3分）
6、液体的微观结构具有和■勺特点，液
体中热运动的主要形式是。
（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（2分）
9、平衡态是指（2分）
10、气体内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
升级会员 