大學(xué)物理《熱學(xué)·氣體動(dòng)理論》復(fù)習(xí)題及答案

1、大學(xué)物理大學(xué)物理熱學(xué)熱學(xué)氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論復(fù)習(xí)題及答案復(fù)習(xí)題及答案1. .處于平衡狀態(tài)的處于平衡狀態(tài)的 A、B、C 三種理想氣三種理想氣體體, ,儲存在一密閉的容器內(nèi)儲存在一密閉的容器內(nèi) , , A 種氣體分子種氣體分子數(shù)密度為數(shù)密度為n1, ,其壓力為其壓力為 P1 , , B 種氣體的分種氣體的分子數(shù)密度為子數(shù)密度為 2n1 , , C 種氣體的分子數(shù)密度種氣體的分子數(shù)密度為為 3n1 , ,則混合氣體壓強(qiáng)為則混合氣體壓強(qiáng)為: : （A） 6P1 （B）5 P1 （C） 3P1 （D）2 P12. .按按 PV 2 = = 恒量恒量 規(guī)律膨脹的理想氣體規(guī)律膨脹的理想氣體, ,膨膨脹后的溫

2、度為脹后的溫度為: : （A）升高）升高; ; （B）不變）不變 ; ;（C）降低）降低; ; （D）無法確定）無法確定. .3. .標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下, ,若氧氣和氦氣的體積比若氧氣和氦氣的體積比V1/ /V2 = = 1/2, , 則其內(nèi)能則其內(nèi)能 E1/ /E2 為為: : （A）1/2 ; ; （B）5/6 ; ;（C）3/2 ; ; （D）1/3 . .4. .如圖所示為定量理想氣體內(nèi)能如圖所示為定量理想氣體內(nèi)能 E 隨體積隨體積V 的變化關(guān)系的變化關(guān)系, ,則此直線表示的過程為則此直線表示的過程為: : EoV（A）等壓過程）等壓過程; ; （B）絕熱過程）絕熱過程; ; （C）

3、等溫過程）等溫過程; ; （D）等容過程。）等容過程。5. .水蒸氣分解為同溫度水蒸氣分解為同溫度 T 的氫氣和氧氣的氫氣和氧氣, ,即即 H2OH2+0.5O2 內(nèi)能增加了多少？內(nèi)能增加了多少？ （A）50% % （B）25% % （C）66.7% % （D）0. .6. .容器中儲有定量理想氣體容器中儲有定量理想氣體, ,溫度為溫度為 T , ,分分子質(zhì)量為子質(zhì)量為 m , ,則分子速度在則分子速度在 x 方向的分量方向的分量的平均值為的平均值為: :（根據(jù)理想氣體分子模型和（根據(jù)理想氣體分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)討論）統(tǒng)計(jì)假設(shè)討論） （A）（C）（B）（D）mkTvx831mkTvx38mkTv

4、x230vx7. .定量理想氣體定量理想氣體, , vP1, ,vP2 分別是分子在溫分別是分子在溫度度 T1、T2 時(shí)的最可幾速率時(shí)的最可幾速率, ,相應(yīng)的分子速相應(yīng)的分子速率分布函數(shù)的最大值分別為率分布函數(shù)的最大值分別為f（vP1）和和f（vP2）,當(dāng)當(dāng)T1 T2時(shí)時(shí),（A）vP1 vP2 f（vP1） f（vP2）; ; （B）vP1 vP2 f（vP1） vP2 f（vP1） f（vP2）; ; （D）vP1 f（vP2）. . 的速率區(qū)間內(nèi)氫氧兩種氣體分子數(shù)占總的速率區(qū)間內(nèi)氫氧兩種氣體分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率之比：分子數(shù)的百分率之比：8. .已知麥克斯韋速率分布定律：已知麥克斯韋速率

5、分布定律：vvkTvmkTmNN222/32exp24smv/20)(22/1求溫度為求溫度為T 時(shí)時(shí), ,處在處在 （D）由溫度高低決定由溫度高低決定. .（C）（B）（A）)/()/(OH22NNNN)/()/(OH22NNNN)/()/(OH22NNNN 9. .汽缸內(nèi)盛有一定的理想氣體汽缸內(nèi)盛有一定的理想氣體, ,當(dāng)溫度不變當(dāng)溫度不變, ,壓強(qiáng)增大一倍時(shí)壓強(qiáng)增大一倍時(shí), ,該分子的平均碰撞頻率該分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是：和平均自由程的變化情況是： ZZZZ（A） 和和 都增大一倍；都增大一倍；（B） 和和 都減為原來的一半；都減為原來的一半；（C） 增大一倍而增大一倍

6、而 減為原來的一半；減為原來的一半；（D） 減為原來的一半而減為原來的一半而 增大一倍。增大一倍。10. .下列各式中哪一種式表示氣體分子的下列各式中哪一種式表示氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能？（式中平均平動(dòng)動(dòng)能？（式中 M 為氣體的質(zhì)為氣體的質(zhì)量量, ,m 為氣體分子的質(zhì)量為氣體分子的質(zhì)量, , N 為氣體分子為氣體分子總數(shù)目總數(shù)目, , n 為氣體分子密度為氣體分子密度, , N0 為阿伏加為阿伏加德羅常數(shù)德羅常數(shù), , Mmol為摩爾質(zhì)量。）為摩爾質(zhì)量。） （A）（C）（B）（D）;23PVMm;23molPVMM.230molPVNMM;23nPV11. .一瓶氦氣一瓶氦氣 He 和一瓶氮?dú)夂?/p>

7、一瓶氮?dú)?N2 密度相同密度相同, ,分子平均平動(dòng)動(dòng)能相同分子平均平動(dòng)動(dòng)能相同, ,而且都處于平衡而且都處于平衡狀態(tài)狀態(tài), ,則它們：則它們： （A）溫度相同、壓強(qiáng)相同。）溫度相同、壓強(qiáng)相同。（B）溫度、壓強(qiáng)都不同。）溫度、壓強(qiáng)都不同。（C）溫度相同）溫度相同, ,但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾牡獾膲簭?qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。壓強(qiáng)。（D）溫度相同）溫度相同, ,但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾牡獾膲簭?qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。壓強(qiáng)。 12. .一定量的理想氣體一定量的理想氣體, ,在溫度不變的條件下在溫度不變的條件下, ,當(dāng)壓強(qiáng)降低時(shí)當(dāng)壓強(qiáng)降低時(shí), ,分子的平均碰撞頻率分子的平均碰撞頻率 和平和平均自由程均自由程 的變化

8、情況是的變化情況是: : ZZZZZ(A) 和和 都增大都增大. .(B) 和和 都減小都減小. .(C) 減小而減小而 增大增大. .(D) 增大而增大而 減小減小. .13. .一定量的理想氣體貯于某一容器中一定量的理想氣體貯于某一容器中, ,溫溫為為 T , ,氣體分子質(zhì)量為氣體分子質(zhì)量為 m . .跟據(jù)理想氣體分跟據(jù)理想氣體分子的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)子的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè), ,分子速度在方分子速度在方 x 向的分量平方的平均值為向的分量平方的平均值為mkTvx32mkTvx3312mkTvx/32mkTvx/2 (A)(B)(C)(D) 14. .麥克斯韋速率分布麥克斯韋速率分布曲線如圖

9、所示曲線如圖所示, ,圖中圖中A、B兩部分面積相等兩部分面積相等, ,則則該圖表示該圖表示: : ov)(vf0vA B(A) v0為最可幾速率為最可幾速率. .(B) v0為平均速率為平均速率. .(C) v0為方均根速率為方均根速率. .(D)速率大于和小于速率大于和小于v0的分子數(shù)各一半的分子數(shù)各一半. . 15. . 有一截面均勻的封閉圓筒，中間被一有一截面均勻的封閉圓筒，中間被一光滑的活塞分割成兩邊，如果其中的一光滑的活塞分割成兩邊，如果其中的一邊裝有邊裝有0.1kg某一溫度的氫氣，為了使活某一溫度的氫氣，為了使活塞停留在圓筒的正中央，則另一邊應(yīng)裝塞停留在圓筒的正中央，則另一邊應(yīng)裝入

10、同一溫度的氧氣質(zhì)量為：入同一溫度的氧氣質(zhì)量為： kg. 3.2 (D)kg. 1.6 (C)kg. 0.8 (B)kg. 16/1 (A)16. .如圖所示，兩個(gè)大小不同的容器用均勻如圖所示，兩個(gè)大小不同的容器用均勻的細(xì)管相連，管中有一水銀滴作活塞，大的細(xì)管相連，管中有一水銀滴作活塞，大容器裝有氧氣，小容器裝有氫氣，當(dāng)溫度容器裝有氧氣，小容器裝有氫氣，當(dāng)溫度相同時(shí)，水銀滴靜止于細(xì)管中央，試問此相同時(shí)，水銀滴靜止于細(xì)管中央，試問此時(shí)這兩種氣體的密度哪個(gè)大？時(shí)這兩種氣體的密度哪個(gè)大？2O2H （A）氧氣的密度大氧氣的密度大.（B）氫氣的密度大氫氣的密度大（C）密度一樣大密度一樣大 （D）無法判斷無

11、法判斷17. .已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請判斷下已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請判斷下列說法哪個(gè)正確？列說法哪個(gè)正確？（A）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)。氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)。（B）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣密度一定大于氫氣的密度。氣密度一定大于氫氣的密度。（C）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大。分子的速率一定比氧分子的速率大。（D）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根分子

12、的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。速率大。 18. .在恒定不變的壓強(qiáng)下，氣體分子的平均在恒定不變的壓強(qiáng)下，氣體分子的平均碰撞頻率碰撞頻率 與氣體的熱力學(xué)溫度與氣體的熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為的關(guān)系為Z(A) 與與T 無關(guān)無關(guān)。Z(B) 與 成正比。ZT(C) 與與 成反比成反比。ZT(D) 與與T 成正比成正比。Z 氣體動(dòng)理論選擇題答案：ACBABDACCACDDDCADC19. .容器內(nèi)盛有理想氣體容器內(nèi)盛有理想氣體, ,其密度為其密度為 1.24 10 2 kg/m 3 , , 溫度為溫度為 273K, , 壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為 1.010 2atm, ,試求試求: :,2v(2)氣體的摩爾質(zhì)量

13、氣體的摩爾質(zhì)量m, ,并確定它是什么氣體？并確定它是什么氣體？(3)氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能各為多少？能各為多少？(4)容器單位體積內(nèi)分子的總平均動(dòng)能各為容器單位體積內(nèi)分子的總平均動(dòng)能各為多少？多少？(5)若該氣體有若該氣體有 0.3 摩爾摩爾, ,其動(dòng)能是多少？其動(dòng)能是多少？ (1),/3)1 (2mRTv解：m/MRTPVm/RTP/32Pv1024.1/10013.1100 .13252m/s494m/3(2)2RTv(494)/32RTmmolkg102813CO.,N2是m/s4942/3(3)KTk2731038.1)2/3(23J10

14、7 .321J107 .13nkTP)4(),/(kTPnkknE)/(kTPk)2731038.1/(106 .510013.1100 .1232152J105 .13RTiME2)5(m27331.8)2/5(3 .020. .體積為體積為 200 升的鋼瓶中盛有氧氣升的鋼瓶中盛有氧氣(視視為剛性雙原子氣體為剛性雙原子氣體), ,使用一段時(shí)間后使用一段時(shí)間后, ,測測得瓶中氣體壓強(qiáng)為得瓶中氣體壓強(qiáng)為 2atm , ,此時(shí)氧氣的內(nèi)此時(shí)氧氣的內(nèi)能。能。,5i解：對氧氣RTiME2m內(nèi)能：,RTMPVmPViE2)J(10013.1521. .求氫氣和氦氣壓強(qiáng)體積和溫度相等時(shí)求氫氣和氦氣壓強(qiáng)體積

15、和溫度相等時(shí), ,它們的質(zhì)量比它們的質(zhì)量比M（H2）/ /M（He）和內(nèi)能）和內(nèi)能比比E（H2）/ /E（He）, ,（H2視為剛性雙原視為剛性雙原子分子氣體）。子分子氣體）。RTMPV)H()H(22m解：由,)He()He(RTMPVm和21)He()H()He()H(22mmMMRTME23)He()He()He(mPV23)He()H(2EE35RTME25)H()H()H(222m由PV2522. .圖中是圖中是 2kg 氫氣的等溫線氫氣的等溫線, ,其中其中P1=4105Pa; ; P2= =1.2106Pa; ; V1= =2.5m3，試求試求: :（1）該等溫線對應(yīng)的溫度？）該

16、等溫線對應(yīng)的溫度？ （2）Eb = = ? Ed = = ?PP1P2V1V2Vabcd所求溫度為解：)1 (MRVPTam12)K(361,2)2(RTiMEm,RTMPVmPViE2VPiEd112)J(105 .26)J(1025.27PP1P2V1V2Vabcd,1221VPVP對等溫有：PVPV1122/2/22VPiEb)2/(1122PVPi23. .已知某種理想氣體已知某種理想氣體, ,其分子方均根速率其分子方均根速率為為 400m/s, ,當(dāng)起壓強(qiáng)為當(dāng)起壓強(qiáng)為 1atm 時(shí)時(shí), ,求氣體的求氣體的密度。密度。vnmP2)3/1 (解：vP2/3mkg/90.12v2)3/1

17、(24. .已知已知, ,某質(zhì)量為某質(zhì)量為 M=6.210- -14 g的微粒的微粒懸浮在的液體中懸浮在的液體中, ,某速率服從麥克斯韋速率某速率服從麥克斯韋速率分布分布, ,方均根速率為方均根速率為 1.4cm/s, , 求阿伏加德求阿伏加德羅常數(shù)（摩爾氣體常數(shù)量羅常數(shù)（摩爾氣體常數(shù)量 R=8.31J/molk ）。）。m/32RTv解：mNRT0/34 .1vmRTN20/3l/mol 1015.62325. .已知已知, ,在溫度為在溫度為 t1= 15C, , 壓強(qiáng)為壓強(qiáng)為 P1=0.76m 汞高時(shí)汞高時(shí), ,氬分子和氖分子平均氬分子和氖分子平均自由程分別為自由程分別為,m107 .6

18、8Arm102 .138Ne求（求（1）氖分子和氬分子的有效直徑）氖分子和氬分子的有效直徑 dNe/ /dAr= =？（2）溫度為）溫度為 t1= =20 C, , 壓強(qiáng)汞高壓強(qiáng)汞高P2= =0.15m 汞柱高時(shí)汞柱高時(shí), ,氬分子的平均自由氬分子的平均自由程程 = =？ArPdkT22)1 (解：由)/(/2/1NeArArNedd71.0TTPPArAr1221/)/()2()273()273(1221tPtPArm105 .3726. .已知空氣分子的有效直徑已知空氣分子的有效直徑d= =3.510- -10m, ,空氣分子的摩爾質(zhì)量為空氣分子的摩爾質(zhì)量為 m = =29 10- -3 kg/mol, , 計(jì)算空氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的幾計(jì)算空氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的幾個(gè)物理量。個(gè)物理量。(1)單位體積分子數(shù)單位體積分子數(shù) n = ?=