大學物理 動理論習題 新

1、第10章 氣體動理論一、選擇題1. 一理想氣體樣品, 總質(zhì)量為M, 體積為V, 壓強為p, 絕對溫度為T, 密度為r, 總分子數(shù)為N, k為玻爾茲曼常數(shù), R為氣體普適常數(shù), 則其摩爾質(zhì)量可表示為 (A) (B) (C) (D) T10-1-2圖2. 如T10-1-2圖所示，一個瓶內(nèi)裝有氣體, 但有小孔與外界相通, 原來瓶內(nèi)溫度為300K現(xiàn)在把瓶內(nèi)的氣體加熱到400K (不計容積膨脹), 此時瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量為原來質(zhì)量的_倍 (A) 27127 (B) 23 (C) 34 (D) 110T 10-1-3圖 3. 相等質(zhì)量的氫氣和氧氣被密封在一粗細均勻的細玻璃管內(nèi), 并由一水銀滴隔開, 當玻璃管平

2、放時, 氫氣柱和氧氣柱的長度之比為 (A) 16:1 (B) 1:1 (C) 1:16 (D) 32:14. 一容器中裝有一定質(zhì)量的某種氣體, 下列所述中是平衡態(tài)的為 (A) 氣體各部分壓強相等 (B) 氣體各部分溫度相等 (C) 氣體各部分密度相等 (D) 氣體各部分溫度和密度都相等5. 一容器中裝有一定質(zhì)量的某種氣體, 下面敘述中正確的是 (A) 容器中各處壓強相等, 則各處溫度也一定相等 (B) 容器中各處壓強相等, 則各處密度也一定相等 (C) 容器中各處壓強相等, 且各處密度相等, 則各處溫度也一定相等(D) 容器中各處壓強相等, 則各處的分子平均平動動能一定相等6. 理想氣體能達到

3、平衡態(tài)的原因是 (A) 各處溫度相同 (B) 各處壓強相同 (C) 分子永恒運動并不斷相互碰撞 (D) 各處分子的碰撞次數(shù)相同7. 理想氣體的壓強公式可理解為 (A) 是一個力學規(guī)律 (B) 是一個統(tǒng)計規(guī)律 (C) 僅是計算壓強的公式 (D) 僅由實驗得出8. 一個容器內(nèi)貯有1摩爾氫氣和1摩爾氦氣，若兩種氣體各自對器壁產(chǎn)生的壓強分別為p1和p2，則兩者的大小關(guān)系是： (A) p1> p2 (B) p1< p2 (C) p1p2 (D)不確定的 9. 在一密閉容器中，儲有A、B、C三種理想氣體，處于平衡狀態(tài)A種氣體的分子數(shù)密度為n1，它產(chǎn)生的壓強為p1；B種氣體的分子數(shù)密度為2n1；

4、C種氣體的分子數(shù)密度為3 n1則混合氣體的壓強p為 (A) 3 p1 (B) 4 p1 (C) 5 p1 (D) 6 p110. 若室內(nèi)生起爐子后溫度從15°C升高到27°C, 而室內(nèi)氣壓不變, 則此時室內(nèi)的分子數(shù)減少了 (A) 0.5% (B) 4% (C) 9% (D) 21%11. 無法用實驗來直接驗證理想氣體的壓強公式, 是因為 (A) 在理論推導過程中作了某些假設(shè) (B) 現(xiàn)有實驗儀器的測量誤差達不到規(guī)定的要求 (C) 公式中的壓強是統(tǒng)計量, 有漲落現(xiàn)象 (D) 公式中所涉及到的微觀量無法用儀器測量12. 對于一定質(zhì)量的理想氣體, 以下說法中正確的是 (A) 如果

5、體積減小, 氣體分子在單位時間內(nèi)作用于器壁單位面積的總沖量一定增大(B) 如果壓強增大, 氣體分子在單位時間內(nèi)作用于器壁單位面積上的總沖量一定增大(C) 如果溫度不變, 氣體分子在單位時間內(nèi)作用于器壁單位面積上的總沖量一定不變(D) 如果壓強增大, 氣體分子在單位時間內(nèi)作用于器壁單位面積上的總沖量一定減小13. 對于中的平均平動動能和溫度T可作如下理解 (A) 是某一分子的平均平動動能 (B) 是某一分子的能量長時間的平均值 (C) 是溫度為T的幾個分子的平均平動動能(D) 氣體的溫度越高, 分子的平均平動動能越大14. 根據(jù)氣體動理論, 單原子分子理想氣體的溫度正比于 (A) 氣體的體積 (

6、B) 氣體分子的平均自由程(C) 氣體分子的平均動量 (D) 氣體分子的平均平動動能15. 在剛性密閉容器中的氣體, 當溫度升高時, 將不會改變?nèi)萜髦?(A) 分子的動能 (B) 氣體的密度(C) 分子的平均速率 (D) 氣體的壓強16. 在一固定容積的容器內(nèi), 理想氣體溫度提高為原來的兩倍, 則 (A) 分子的平均動能和壓強都提高為原來的兩倍 (B) 分子的平均動能提高為原來的兩倍, 壓強提高為原來的四倍 (C) 分子的平均動能提高為原來的四倍, 壓強提高為原來的兩倍 (D) 因為體積不變, 所以分子的動能和壓強都不變17. 兩種不同的氣體, 一瓶是氦氣, 另一瓶是氮氣, 它們的壓強相同,

7、溫度相同, 但容積不同, 則 (A) 單位體積內(nèi)的分子數(shù)相等 (B) 單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量相等 (C) 單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能相等 (D) 單位體積內(nèi)氣體分子的動能相等18. 相同條件下, 氧原子的平均動能是氧分子平均動能的 (A) 倍 (B) 倍 (C) 倍 (D) 倍19. B如果氫氣和氦氣的溫度相同, 摩爾數(shù)也相同, 則這兩種氣體的 (A) 平均動能相等 (B) 平均平動動能相等 (C) 內(nèi)能相等 (D) 勢能相等20. 某氣體的分子具有t個平動自由度, r個轉(zhuǎn)動自由度, s個振動自由度, 根據(jù)能均分定理知氣體分子的平均總動能為 (A) (B) (C) (D) 21. 平衡狀態(tài)下, 剛性分

8、子理想氣體的內(nèi)能是 (A) 部分勢能和部分動能之和 (B) 全部勢能之和 (C) 全部轉(zhuǎn)動動能之和 (D) 全部動能之和22. 在標準狀態(tài)下, 體積比為V1V2 = 12的氧氣和氦氣(均視為剛性分子理想氣體)相混合, 則其混合氣體中氧氣和氦氣的內(nèi)能比為: (A) 12 (B) 53 (C) 56 (D) 31023. 水蒸汽分解成同溫度的氫氣和氧氣(均視為剛性分子理想氣體), 其內(nèi)能的增加量為 (A) 66.7% (B) 50% (C) 25% (D) 024. 壓強為p、體積為V的氫氣（視為理想氣體）的內(nèi)能為 (A) (B) (C) (D) p V25. 理想氣體分子的平均平動動能為 (A)

9、 (B) (C) (D) 26. 某容積不變的容器中有理想氣體, 若絕對溫度提高為原來的兩倍, 用p和分別表示氣體的壓強和氣體分子的平均動能, 則 (A) p、均提高一倍 (B) p提高三倍, 提高一倍 (C) p、均提高三倍 (D) p、均不變27. 根據(jù)經(jīng)典的能量均分原理, 在適當?shù)恼蛔鴺讼抵? 每個自由度的平均能量為 (A) kT (B) (C) (D) 28. 溫度和壓強均相同的氦氣和氫氣, 它們分子的平均動能和平均平動動能有如下關(guān)系 (A) 和相同 (B) 相等而不相等 (C) 相等而不相等 (D) 和都不相等29. 在一定速率v附近麥克斯韋速率分布函數(shù)f (v)的物理意義是: 一

10、定量的理想氣體在給定溫度下處于平衡態(tài)時的 (A) 速率為v時的分子數(shù) (B) 分子數(shù)隨速率v的變化 (C) 速率為v的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 (D) 速率在v附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比30. 關(guān)于麥克斯韋速率分布函數(shù)f (v)的適用條件, 下列說法中正確的說法是 (A) f (v)適用于各種氣體 (B) f (v)只適用于理想氣體的各種狀態(tài) (C) 只要是理想氣體，f (v)就一定適用 (D) f (v)適用于理想氣體系統(tǒng)的平衡態(tài)31. A和B兩容器均貯有氣體, 使其麥氏速率分布函數(shù)相同的條件是 (A) A、B中氣體的質(zhì)量相等 (B) A、B中氣體的質(zhì)量相等, 溫度相同 (

11、C) A、B中為同種氣體, 壓強和密度相同 (D) A、B中氣體的質(zhì)量不同, 密度不同T 10-1-32圖 32. 關(guān)于麥氏速率分布曲線, 有下列說法, 其中正確的是 (A) 分布曲線與v軸圍成的面積表示分子總數(shù) (B) 以某一速率v為界, 兩邊的面積相等時, 兩邊的分子數(shù)也相等 (C) 麥氏速率分布曲線下的面積大小受氣體的溫度與分子質(zhì)量的影響(D) 以上說法都不對T 10-1-33圖 33. 在平衡態(tài)下, 理想氣體分子速率區(qū)間v1 v2內(nèi)的分子數(shù)為 (A) (B) (C) (D) 34. 平衡態(tài)下, 理想氣體分子在速率區(qū)間v v+dv內(nèi)的分子數(shù)密度為 (A) nf (v)dv (B) Nf

12、(v) dvT 10-1-35圖 (C) (D) 35. 在平衡態(tài)下, 理想氣體分子速率在區(qū)間v1 v2內(nèi)的概率是 (A) (B) (C) (D) 36. 在平衡態(tài)下, 理想氣體分子速率區(qū)間v1 v2內(nèi)分子的平均速率是 (A) (B) (C) / (D) 37. 在273K時, 氧氣分子熱運動速率恰好等于100m.s-1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比數(shù)為 (A) 10% (B) 50% (C) 0 (D) 應通過積分來計算, 但總不為零38. f (v)是理想氣體分子在平衡狀態(tài)下的速率分布函數(shù), 物理式的物理意義是 (A) 速率在v1 v2區(qū)間內(nèi)的分子數(shù) (B) 速率在v1 v2區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總

13、分子數(shù)的百分比 (C) 速率在v1 v2之間的分子的平均速率(D) 速率在v1 v2區(qū)間內(nèi)的分子的方均根速率39. 某氣體分子的速率分布服從麥克斯韋速率分布律現(xiàn)取相等的速率間隔Dv考察具有v +Dv 速率的氣體分子數(shù)DNDN為最大所對應的v 為 (A) 平均速率 (B) 方均根速率 (C) 最概然速率 (D) 最大速率40. 設(shè)聲波通過理想氣體的速率正比于氣體分子的熱運動平均速率, 則聲波通過具有相同溫度的氧氣和氫氣的速率之比為 (A) 1 (B) 12 (C) 13 (D) 14T 10-1-41圖 41. 設(shè)T10-1-41圖示的兩條曲線分別表示在相同溫度下氧氣和氫氣分子的速率分布曲線；令

14、和分別表示氧氣和氫氣的最概然速率，則 (A) 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線, /=4(B) 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線, /1/4(C) 圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線, /1/4(D) 圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線；/ 4 42. 溫度為T時，在方均根速率的速率區(qū)間內(nèi)，氫、氨兩種氣體分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率相比較：則有（附：麥克斯韋速率分布定律：符號exp(a)，即ea .） (A) (B) (C) (D) 溫度較低時, 溫度較高時43. 一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T，氣體分子的質(zhì)量為m根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計假設(shè)，分子速度在x方向的分量平方的平均值 (A)

15、(B) (C) (D) 44. 在一封閉容器中裝有1mol氮氣(視為理想氣體), 當溫度一定時，分子無規(guī)則運動的平均自由程僅決定于 (A) 壓強p (B) 體積V(C) 溫度T (D) 平均碰撞頻率45. 理想氣體經(jīng)歷一等壓過程, 其分子的平均碰撞頻率與溫度的關(guān)系是 (A) (B) (C) (D) 46. 體積恒定時, 一定質(zhì)量理想氣體的溫度升高, 其分子的 (A) 平均碰撞次數(shù)將增大 (B) 平均自由程將增大 (C) 平均碰撞次數(shù)將減小 (D) 平均自由程將減小47. 一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹時, 氣體分子的 (A) 平均自由程不變 (B) 平均碰撞頻率不變 (C) 平均自由程變小 (D)

16、 平均自由程變大48. 氣缸內(nèi)盛有一定量的氫氣, 當溫度不變而壓強增大一倍時, 氫氣分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程的變化情況是 (A) 和都增大一倍 (B) 和都減為原來的一半 (C) 增大一倍減為原來的一半 (D) 減為原來的一半而增大一倍49. 一定量的理想氣體, 在容積不變的條件下, 當溫度降低時, 分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程的變化情況是 (A) 減小不變 (B) 不變減小(C) 和都減小 (D) 和都不變50. 理想氣體絕熱地向真空自由膨脹, 體積增大為原來的兩倍, 則始末兩態(tài)的溫度T1、T2和始末兩態(tài)氣體分子的平均自由程、的關(guān)系為 (A) (B) (C) (D) 51. 在下列所

17、給出的四個圖象中，能夠描述一定質(zhì)量的理想氣體，在可逆絕熱過程中，密度隨壓強變化的圖象是 52. 氣體作等體變化, 當絕對溫度降至原來的一半時, 氣體分子的平均自由程將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦? (A) 0.7 (B) 1.4 (C) 1 (D) 253. 氣體的熱傳導系數(shù)k和粘滯系數(shù)h與壓強p的關(guān)系 (A) 在任何情況下, k和h與 p成正比 (B) 在常壓情況下, k和h與 p成正比 (C) 在低壓情況下, k和h與 p成正比 (D) 在低壓情況下, k和h與 p無關(guān)54. 一定量理想氣體分子的擴散情況與氣體溫度T、壓強p的關(guān)系為 (A) T越高p越大, 則擴散越快 (B) T越低p越大, 則擴散越

18、快 (C) T越高p越小, 則擴散越快 (D) T越低p越小, 則擴散越快55. 下列說法中正確的是 (A) 為使單原子分子理想氣體的溫度升高, 外界所供給的能量的一部份 是用于克服分子間的引力使分子間距離拉大 (B) 溫度相同時, 不同分子量的各種氣體分子都具有相同的平均平動動能 (C) 絕對零度時氣體分子的線速度為零 (D) 溫度相同時, 不同分子量的氣體分子內(nèi)能不同56. 一年四季大氣壓強的差異可忽略不計, 下面說法中正確的是 (A) 冬天空氣密度大 (B) 夏天空氣密度大 (C) 冬、夏季空氣密度相同 (D) 無法比較57. 把內(nèi)能為U的1mol氫氣與內(nèi)能為E的1mol氦氣相混合, 在

19、混合過程中與外界不發(fā)生任何能量交換若這兩種氣體均被視為理想氣體, 則達平衡后混合氣體的溫度為 (A) (B) (C) (D) 條件不足, 難以判定58. 被密封的理想氣體的溫度從300K起緩慢地上升, 直至其分子的方均根速率增加兩倍, 則氣體的最終溫度為 (A) 327K (B) 381K (C) 600K (D) 1200K59. 設(shè)有以下一些過程：(1) 兩種不同氣體在等溫下互相混合(2) 理想氣體在定容下降溫(3) 液體在等溫下汽化(4) 理想氣體在等溫下壓縮(5) 理想氣體絕熱自由膨脹在這些過程中，使系統(tǒng)的熵增加的過程是： (A) (1)、(2)、(3) (B) (2)、(3)、(4)

20、(C) (3)、(4)、(5) (D) (1)、(3)、(5)60. 一定量的理想氣體向真空作絕熱自由膨脹，體積由增至，在此過程中氣體的 (A) 內(nèi)能不變，熵增加 (B) 內(nèi)能不變，熵減少(C) 內(nèi)能不變，熵不變 (D) 內(nèi)能增加，熵增加61. 關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說法：(1) 氣體的溫度是分子平均平動動能的量度(2) 氣體的溫度是大量氣體分子熱運動的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義(3) 溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運動劇烈程度的不同(4) 從微觀上看，氣體的溫度表示每個氣體分子的冷熱程度上述說法中正確的是： (A) (1)、(2)、(4) (B) (1)、(2)、(3) (C) (2)、(3)、

21、(4) (D) (1)、(3)、(4) 二、填空題1. 設(shè)某理想氣體體積為V, 壓強為p, 溫度為T, 每個分子的質(zhì)量為m，玻爾茲曼恒量為k, 則該氣體的分子總數(shù)可表示為 2. 氫分子的質(zhì)量為 3.3×10-24 g，如果每秒有1023 個氫分子沿著與容器器壁的法線成45°角的方向以105 cm×s-1的速率撞擊在 2.0 cm2 面積上(碰撞是完全彈性的)，則此氫氣的壓強為_3. 在推導理想氣體壓強公式中，體現(xiàn)統(tǒng)計意義的兩條假設(shè)是 (1) _； (2) _4. 有一個電子管，其真空度（即電子管內(nèi)氣體壓強）為 1.0×10-5 mmHg，則27 時管內(nèi)單

22、位體積的分子數(shù)為_ 5. 氣體分子間的平均距離與壓強p、溫度T的關(guān)系為_，在壓強為1 atm、溫度為0的情況下，氣體分子間的平均距離_m6. 若某容器內(nèi)溫度為 300 K的二氧化碳氣體(視為剛性分子理想氣體)的內(nèi)能為 3.74×103 J，則該容器內(nèi)氣體分子總數(shù)為_7. 某容器內(nèi)分子數(shù)密度為，每個分子的質(zhì)量為，設(shè)其中1/6分子數(shù)以速率垂直地向容器的一壁運動，而其余5/6分子或者離開此壁、或者平行此壁方向運動，且分子與容器壁的碰撞為完全彈性則(1) 每個分子作用于器壁的沖量 ；(2) 每秒碰在器壁單位面積上的分子數(shù) ；(3) 作用在器壁上的壓強p 8. 容器中儲有1 mol 的氮氣，壓

23、強為1.33 Pa，溫度為 7 ，則 (1) 1 m3中氮氣的分子數(shù)為_； (2) 容器中的氮氣的密度為_； (3) 1 m3中氮分子的總平動動能為_ 9. 體積和壓強都相同的氦氣和氫氣(均視為剛性分子理想氣體)，在某一溫度T下混合，所有氫分子所具有的熱運動動能在系統(tǒng)總熱運動動能中所占的百分比為_10. 容積為10 l的盒子以速率v = 200m×s-1勻速運動，容器中充有質(zhì)量為50g，溫度為的氫氣，設(shè)盒子突然停止，全部定向運動的動能都變?yōu)闅怏w分子熱運動的動能，容器與外界沒有熱量交換，則達到熱平衡后，氫氣的溫度增加了 K；氫氣的壓強增加了 Pa(摩爾氣體常量，氫氣分子可視為剛性分子)

24、11. 一能量為1012 eV的宇宙射線粒子，射入一氖管中，氖管內(nèi)充有 0.1 mol的氖氣，若宇宙射線粒子的能量全部被氖氣分子所吸收，則氖氣溫度升高了_K(1 eV1.60×10-19J，普適氣體常量R8.31 J/(mol×K)）12. 一氧氣瓶的容積為V，充入氧氣的壓強為p1，用了一段時間后壓強降為p2，則瓶中剩下的氧氣的內(nèi)能與未用前氧氣的內(nèi)能之比為_ T 10-2-13圖 13. 如T10-2-13圖所示,大氣中有一絕熱氣缸，其中裝有一定量的理想氣體，然后用電爐徐徐供熱，使活塞(無摩擦地)緩慢上升在此過程中，以下物理量將如何變化? (選用“變大”、“變小”、“不變”

25、填空) (1) 氣體壓強_； (2) 氣體分子平均動能_；(3) 氣體內(nèi)能_14. 氧氣和氦氣(均視為理想氣體)溫度相同時, 它們的 相等15. 若某種理想氣體分子的方均根速率，氣體壓強為，則該氣體的密度為 16. 理想氣體在平衡狀態(tài)下，速率區(qū)間v v + dv內(nèi)的分子數(shù)為 17. f (v)是理想氣體分子在平衡狀態(tài)下的速率分布函數(shù), 則式的物理意義是： 18. 在與最概然速率相差1%的速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比為 T 10-2-19圖 19. 圖示氫氣分子和氧氣分子在相同溫度下的麥克斯韋速率分布曲線則氫氣分子的最概然速率為_，氧分子的最概然速率為_20. 當理想氣體處于平衡態(tài)時，若氣體分子速率分布函數(shù)為f(v)，則分子速率處于最概然速率vp至范圍內(nèi)的概率N / N_21. 已知f(v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，則 (1) 速率v > 100 m·s-1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達式為_； (2) 速率v > 100 m·s-1的分子數(shù)的表達式為_22. 用總分子數(shù)N、氣體分子速率v和速率分布函數(shù)f(v) 表示下列各量： (1) 速率大于v 0