大学物理测试卷（气体动理论）.doc

大学物理测试卷（气体动理论） text6 一、选择题（共24分） 1．（3’）已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？（A）氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强；（B）氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度；（C）氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大；（D）氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大2．（3’）在一个容积不变的容器中，储有一定时的理想气体，温度为T0时，气体分子的平均速率为，分子平均碰撞次数为，平均自由程为，当气体温度升高为4T0时，气体分子的平均速率，平均碰撞次数和平均自由程分别为：（A）=4；=4；=4（B）=2；=2；=（C）=2；=2；=4（D）=4；=2；=3．（3’）有容积不同的A、B两个容器，A中装有单原子分子理想气体，B中装有双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么，这两种气体的单位体积的内能和的关系（A）为<（B）为>（C）为=（D）不能确定4．（3’）给定理想气体，从标准状态(p0 , V0 , T0 )开始作绝热膨胀，体积增大到3倍，膨胀后温度T、压强p与标准状态时T0 、p0之关系为（为比热比）（A）T=；p= （B）T=；p=（C）T=；p= （D）T=；p=5．（3’）三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，而方均根速率之比为：：=1:2:4，则其压强之比pA : pB : pC为（A）1:2:4 （B）4:2:1 （C）1:4:16 （D）1:4:86．（3’）若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了。

A）0.5% （B）4%（C）9% （D）21%7．（3’）两种不同的理想气体，若它们的最可几速率相等，则它们的（A）平均速率相等，方均根速率相等B）平均速率相等方均根速率不相等C）平均速率不相等，方均根速率相等D）平均速率不相等，方均根速率不相等8．（3’）麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等，则该图表示：（A）v0为最可几速率；（B）v0为平均速率；（C）v0为方均根速率；（D）速率大于v0和小于v0的分子数各占一半 二、填充题（36分） 1．（5’）2g氢气和2g氦气分别装在两个容积相同的封闭容器内，温度也相同氢气分子视为刚性双原子分子）（1）氢分子与氮分子的平均平动动能之比= ______ ；（2）氢气与氦气分子压强之比= ______ ； （3）氢气与氮气内能之比= ______ . 2．（5’）分子的平均动能公式（i是分子的自由度）的适用条件是______；室温下1mol 双原子分子理想气体的压强p，体积为V，则此气体分子的平动动能为______ . 3．（3’）在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v)，分子质量为m，最可几速率为vp，试说明下列各式的物理意义：（1）表示：______ ；（2）表示：______ . 4．（5’）图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的麦克斯韦分子速率的分布情况，由图可知，氦气分子的最可几速率为 ，氢气分子的最可几速率为 . 5．（5’）容器中储有1mol的氮气，压强为1.33Pa，温度为7℃，则（1）1m3中氮气的分子数为 ______ ；（2）容器中的氮气的密度为 ______ ；（3）1m3中氮分子的总平动动能为 ______ . （玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/K）6．（5’）在容积为V的容器内，同时盛有质量为M1和质量为M2的两种单原子分子的理想气体，已知此混合气体处于平衡状态时它们的内能相等，且均为E，则混合气体压强p= ______ ；两种分子的平均速率之比/= ______ . 7．（5’）一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m，根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量的下列平均值为：= ，= .8．（3’）图示的两条f(v)~v曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦氏速率分布曲线，由图上数据可得氢气分子的最可几速率为 ；氧气分子的最可几速率为 . 三、计算题（共40分） 1．（5’）1kg某种理想气体，分子平动动能总和是1.86×106J，已知每个分子质量是3.34×10-27kg，试求气体的温度。

玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/K）.  2．（10’）有2×10-3m3刚性双原子分子理想气体，其内能6.75×102J，（1）试求气体的压强；（2）设分子总数为5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K） 3．（10’）有1mol刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0atm，温度为27 ℃，若经过一绝热过程，使其压强增加到16atm，试求：（1）气体内能的增量；（2）在该过程中气体所做的功；（3）终态时，气体的分子数密度1atm=1.013×105Pa，k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol·K） 4．（5’）将1kg氦气和Mkg氢气混合，平衡后混合气体的内能是2.45×106J，氢分子平均动能是6×10-21J，求氢气质量M . （玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/K，摩尔气体常量R=8.31J/mol·K）.  5．（5’）容器内有11kg二氧化碳和2kg氢气（两种气体均视为刚性分子的理想气体），已知混合气体的内能是8.1×106J，求：（1）混合气体的温度；（2）两种气体分子的平均动能CO2：Mmol=44×10-3kg/mol，H2：Mmol=2×10-3kg/mol，k=1.38×10-23J/K；R=8.31J/mol·K）.  6．（5’）氦气的速率分布曲线如图所示，试在图上画出同温度下氢气的速率分布曲线的大致情况，并求氢气在该温度时的最可几速率和方均根速率。

 答案：一、选择题：DBABC BAD二、填充题：1．1；2；10/32．理想气体处于热平衡状态；3．分子分布在区间的分子数占总分子数的百分比；分子平均动能的平均值4．1 000m/s；1 000m/s5．3.44×1020；1.6×10-5kg/m3；2J6．；；提示：内能相等→摩尔数相等→= 摩尔质量比7．0，（m为分子质量）8． 2 000m/s；500m/s 三、计算题1．0.30×1027J，6.2×10-21J；300K .2．解：（1）设分子数为N，则内能 ， ，Pa，（2）由，J . ，K .3．（1）多原子分子i=6，，=600K，J，（2）K=-7 479J；（3）p2=nkT，n=1.96×1026个/ m3 . 4．解：，290K，EHe=9.04×105J；EH2=E-EHe=1.55×106J；EH2=RT，MH2=0.51kg .  5．解：（1），300K，（2）1.24×10-20J，1.04×10-20J . 6．解：m/s ，m/s .。