2012级上大学物理习题

三、计算题

1． 质量分别为m和2 m、半径分别为r和2 r的两个均匀圆盘，同轴地粘在一起，可以绕通过盘心且垂直于盘面的水平光滑固定轴转动，对转轴的转动惯量为m的重物，如图所示．求盘的角加速度

2．如图所示，物体的质量m1、m2，定滑轮的质量M1、M2，半径R1、R2都知道，且m1>m2，设绳子的长度不变，质量不计，绳子与滑轮间不打滑，而滑轮的质量均匀分布，其转动惯量可按匀质圆盘计算，滑轮轴承无摩擦，试应用牛顿定律和转动定律写出这一系统的运动方程，求出物体m2的加速度和绳的张力T1、T2、T3。

2m 2rrm mm 92mr，大小圆盘边缘都绕有绳子，绳子下端都挂一质量为2

第4部分 气体动理论

1．理想气体能达到平衡态的原因是[ ]

(A) 各处温度相同 (B) 各处压强相同

(C) 分子永恒运动并不断相互碰撞 (D) 各处分子的碰撞次数相同 2. 如果氢气和氦气的温度相同, 物质的量也相同, 则这两种气体的[ ]

(A) 平均动能相等 (B) 平均平动动能相等 (C) 内能相等 (D) 势能相等

3. 某气体的分子具有t个平动自由度, r个转动自由度, s个振动自由度, 根据能均分定理知气体分子的平均总动能为[ ]

(A) t1111kT (B) (t?r?s)kT (C) rkT (D) (t?r?2s)kT 22224. 在标准状态下, 体积比为气的内能比为[ ] (A)

V11?的氧气和氦气(均视为刚性分子理想气体)相混合, 则其混合气体中氧气和氦V225 35 63 101 2 (B) (C) (D)

5. 压强为p、体积为V的氢气（视为理想气体）的内能为[ ]

(A)

531pV (B) pV (C) pV (D) pV 2226．温度和压强均相同的氦气和氢气, 它们分子的平均动能?k和平均平动动能?k有如下关系[ ]

(A)

?k和?k相同 (B) ?k相等而?k不相等

5

(C)

?k相等而?k不相等 (D) ?k和?k都不相等

7．两瓶不同种类的气体，分子平均平动动能相等，但气体密度不同，则[ ] (A) 温度和压强都相同 (B) 温度相同，压强不等 (C) 温度和压强都不同 (D) 温度相同，内能也一定相等

8．容器中储有1mol理想气体，温度t＝27℃，则分子平均平动动能的总和为[ ] (A) 3403 J (B) 3739.5 J (C) 2493 J (D) 6232.5 J

9．在一定速率v附近麦克斯韦速率分布函数f (v)的物理意义是: 一定量的理想气体在给定温度下处于平衡态时的[ ]

(A) 速率为v时的分子数 (B) 分子数随速率v的变化

(C) 速率为v的分子数占总分子数的百分比

(D) 速率在v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比

10．如图所示，在平衡态下, 理想气体分子速率区间v1 ~ v2内的分子数为[ ]

v2v2(A) f(v)dv (B) Nf(v)dv

v1v1 Ov2v2

(C) vf(v)dv (D) f(v)dv

f(v)???v1?vv1v2

v1

11．气缸内盛有一定量的氢气, 当温度不变而压强增大一倍时, 氢气分子的平均碰撞次数Z和平均自由程?的变化情况是[ ]

(A) Z和?都增大一倍 (B) Z和?都减为原来的一半 (C) Z增大一倍?减为原来的一半 (D) Z减为原来的一半而?增大一倍

12．一定量的理想气体, 在容积不变的条件下, 当温度降低时, 分子的平均碰撞次数Z和平均自由程?的变化情况是[ ]

(A) Z减小?不变 (B) Z不变?减小 (C) Z和?都减小 (D) Z和?都不变 二、填空题

1．容器中储有氧气，温度t＝27℃，则氧分子的平均平动动能?平＝__________，平均转动动能

?转＝___________，平均动能?动＝___________。

2． 理想气体在平衡状态下，速率区间v ~ v ? dv内的分子数为 ． 3．f (v)是理想气体分子在平衡状态下的速率分布函数, 则式义是： ．

?vv21f(v)dv的物理意

4． 如图所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

O分子的最概然速率为______________，氧分子的最概然速率为____________． 5．如图所示曲线为处于同一温度T时氦（相对原子量4）、氖（相对原子量20）

f(v)a1000bv(m?s?1)

6

和氩（相对原子量40）三种气体分子的速率分布曲线．其中 曲线(a)是 气分子的速率分布曲线；

曲线(c )是 气分子的速率分布曲线．

f(v)(a) O

(b)(c) 5部分 热力学基础

一、选择题 1. 功的计算式A?v

?VpdV适用于[ ]

(A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程

2. 一定质量的理想气体经历了下列哪一个变化过程后, 它的内能是增大的[ ]

(A) 等温压缩 (B) 等体降压 (C) 等压压缩 (D) 等压膨胀

3. 一定量的理想气体从初态(V,T)开始, 先绝热膨胀到体积为2V, 然后经

等容过程使温度恢复到T, 最后经等温压缩到体积V ，如图所示．在这个 循环中, 气体必然[ ]

(A) 内能增加 (B) 内能减少 (C) 向外界放热 (D) 对外界做功

4. 根据热力学第二定律可知, 下列说法中唯一正确的是[ ]

(A) 功可以全部转换为热, 但热不能全部转换为功

(B) 热量可以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) 不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程 (D) 一切自发过程都是不可逆过程

5. “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, 有以下几种评论, 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 (C) 不违反热力学第一定律, 也不违反热力学第二定律 (D) 违反热力学第一定律, 也违反热力学第二定律

6. 如图所示，如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab?c?da，那么循环abcda与

p OV2V

Vab?c?da所做的功和热机效率变化情况是[ ]

(A) 净功增大，效率提高 (B) 净功增大，效率降低 (C) 净功和效率都不变 (D) 净功增大，效率不变

pa

b

dT2c O

b?T1c?7 V

7. 在图中，IcII为理想气体绝热过程，IaII和IbII是任意过程．

此两任意过程中气体做功与吸收热量的情况是[ ] (A) IaII过程放热，做负功；IbII过程放热，做负功

(B) IaII过程吸热，做负功；IbII过程放热，做负功 (C) IaII过程吸热，做正功；IbII过程吸热，做负功

(D) IaII过程放热，做正功；IbII过程吸热，做正功

8. 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?Q?

二、填空题

1．一定量气体作卡诺循环, 在一个循环中, 从热源吸热1000 J, 对外做功300 J． 若冷凝器的温度为7?C, 则热源的温度为 ．

2． 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分) 分别为S1和S2，则二者的大小关系是 ．

p

IIca

bIVb? pa?a dd?

ObOc?cVpS1

S2OV

3．一卡诺机(可逆的)，低温热源的温度为27?C，热机效率为40%，其高温热源温度为 K．今欲将该热机效率提高到50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加 K． 4．一定量的理想气体，从A状态(2p1,V1)经历如图所示的直线过程变到B状态(p1,2V1)， 则AB过程中系统做功___________, 内能改变△E＝_________________．

5．一定量的理想气体经历acb过程时吸热550 J，如图所示．则经历acbea过程时，吸热为 ．

2 p1 p1 O

pAB

p/105Pa4

aceb4?33 V/10m

V1

2V1VO1 1d

6．如图所示，已知图中两部分的面积分别为S1和S2．(1) 如果气体的膨胀过程为 a?1?b，则气体对外做功A＝________；(2) 如果气体进行a?1?b?2?a

p a O

S11S2

2bV8