1、试卷分析-热学部分1、 （本题 3 分） （4057）有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有 0.1 kg 某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气的质量为： (A) (1/16) kg (B) 0.8 kg (C) 1.6 kg (D) 3.2 kg 121212121221PV=RT;P=TP=VT=.mol mollM； ， ， C 2、 （本题 3 分） （4665）假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的(A) 4 倍 (B) 2 倍 (C) 倍 (D) 倍
2、2182kTVVm B 3、 （本题 3 分） （4576）如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程 (A) 是平衡过程，它能用 pV 图上的一条曲线表示 (B) 不是平衡过程，但它能用 pV 图上的一条曲线表示 (C) 不是平衡过程，它不能用 pV 图上的一条曲线表示 (D) 是平衡过程，但它不能用 pV 图上的一条曲线表示 C 4、 （本题 3 分） （4116）一定量理想气体经历的循环过程用 VT 曲线表示如图在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) AB 和 BC pT V O A B C A 5、 （本题
3、3 分） （4022）在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体) 和氦气的体积比V1 / V2=1 / 2 ，则其内能之比 E1 / E2 为: (A) 3 / 10 (B) 1 / 2(C) 5 / 6 (D) 5 / 3 标准状态：P 相等。 =iPV C 6、 （本题 3 分） （4675）气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程 (A) 一定都是平衡过程 (B) 不一定是平衡过程 (C) 前者是平衡过程，后者不是平衡过程 (D) 后者是平衡过程，前者不是平衡过程 B 7、 （本题 3 分） （5343）如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态 a
4、( 压强 p1 = 4 atm，体积 V1 =2 L )变到状态 b ( 压强 p2 =2 atm，体积 V2 =4 L )则在此过程中： (A) 气体对外作正功，向外界放出热量 (B) 气体对外作正功，从外界吸热 (C) 气体对外作负功，向外界放出热量(D) 气体对外作正功，内能减少 因为 故 ab 过程为等温过程。abT B 8、若 N 表示分子总数，T 表示气体温度，m 表示气体分子的质量，那么当分子速率 v 确定后，决定麦克斯韦速率分布函数 f(v)的数值的因素是 (A) m，T (B) N(C) N，m (D) N，T (E) N，m，T 23()4)(,)mvkTfvef A 9、
5、在温度分别为 327和 27的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为(A) 25 (B) 50 (C) 75 (D) 91.74 p (atm)V (L)0 1 2 3 41234 ab21=-T B 10、1mol 的单原子分子理想气体从状态 A 变为状态 B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但 A、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：(A) 气体所作的功 (B) 气体内能的变化(C) 气体传给外界的热量 (D) 气体的质量 B 11、设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的 n 倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的 (A
6、) n 倍 (B) n1 倍(C) 倍 (D) 倍 11221QTTn C 12、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比 W / Q 等于 (A) 2/3 (B) 1/2 (C) 2/5 (D) 2/7 ,212W=();() 7pmpmCiPVTPVRQ； D 二、填空题1、右图为一理想气体几种状态变化过程的 pV 图，其中 MT 为等温线，MQ 为绝热线，在 AM、BM、CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是_BM，CM_过程；(2) 气体吸热的是_CM_过程将 MQC 构成一个循环：QM 绝热，QC 放热过程。故 CM 必为吸热
7、过程。2、 在大气中有一绝热气缸，其中装有一定量的理想气体，然后用电炉徐徐供热(如图所示)，使活塞(无摩擦地) 缓慢上升在此过程中，以下C B A Qp V O M T 物理量将如何变化？(选用“ 变大” 、 “变小” 、 “不变”填空) (1) 气体压强_不变_； (2) 气体分子平均动能_变大_；3、 （本题 4 分） （4032）图示曲线为处于同一温度 T 时氦（原子量 4） 、氖（原子量 20）和氩（原子量 40）三种气体分子的速率分布曲线。其中曲线（a）是 氩 气分子的速率分布曲线；曲线（c）是 氦 气分子的速率分布曲线；4、 （本题 3 分） （4082）在 pV 图上(1) 系统
8、的某一平衡态用_一个点_来表示；(2) 系统的某一平衡过程用_一条曲线_ 来表示；(3) 系统的某一平衡循环过程用_一条闭合曲线 _来表示；5、分子的平均动能公式 (i 是分子的自由度)的适用条件是_ _理想气体处于热kT21平衡状态 _室温下 1 mol 双原子分子理想气体的压强为 p，体积为 V，则此气体分子的平均动能为_ 或 _ ANiPV/Ri/6、 （本题 3 分） （4319）有 1 mol 刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功 W，则其温度变化 T_ W /R _；从外界吸取的热量 Qp_ _27三、计算题1、1 mol 单原子分子理想气体的循环过程如 TV 图所示，
9、其中c 点的温度为 Tc=600 K试求：(1) ab、bc、ca 各个过程系统吸收的热量； T (K) V (103m3) O 1 2 a b c (a)(b)(c) v f(v)(2) 经一循环系统所作的净功； (3) 循环的效率 (注：循环效率 =W/Q1，W 为循环过程系统对外作的净功，Q 1 为循环过程系统从外界吸收的热量，ln2=0.693) （10 分）解：单原子分子的自由度 i=3从图可知，ab 是等压过程，Va/Ta= Vb /Tb， Ta=Tc=600 K ， Tb = (Vb /Va)Ta=300 K 2 分 (1) =6.2310 3 J (放热)12()(cpRC=3
10、.74103 J (吸热) bcbcVbciQQca =RTcln(Va /Vc) =3.46103 J (吸热) (2) W =( Qbc +Qca )|Q ab |=0.97103 J 2 分(3) Q1=Qbc+Qca， =W / Q1=13.4% 2 分2、为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功 2J，必须传给气体多少热量？（5 分）解：等压过程 W= pV =(M /Mmol)RT 1 分内能增量 1 分iWiEmal21(双原子分子 1 分5i J 2 分72Q3、 （本题 5 分）如图所示，AB、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环
11、。若图中 EDCE 所包围的面积为 70 J，EABE 所包围的面积为 30 J，过程中系统放热100 J，求 BED 过程中系统吸热为多少？解：正循环 EDCE 包围的面积为 70 J，表示系统对外作正功 70 J；EABE 的面积为 30 J，因图中表示为逆循环，故系统对外作负功，所以整个循环过程系统对外作功为：W=70+(30)=40 J 1 分 设 CEA 过程中吸热 Q1，BED 过程中吸热 Q2 ，由热一律， W =Q1+ Q2 =40 J 2 分Q2 = W Q 1 =40( 100)=140 J BED 过程中系统从外界吸收 140 焦耳热. 2 分4、 （本题 10 分） （
12、4107）一定量的单原子分子理想气体，从初态 A 出发，沿图示直线过程变到另一状态 B，又经过等容、等压两过程回到状态 A (1) 求 AB，BC，C A 各过程中系统对外所作的功 W，内能的增量 E 以及所吸收的pVOABEDC1 2 3 1 2 O V (103 m3) p (105 Pa) A B C 热量 Q (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)解：(1) AB ：=200 J )(21ABVpW E 1=CV (TB TA)=3(pBVB pAVA) /2=750 J Q=W1+E 1950 J 3 分BC： W2 =0 E 2 =CV
13、(TC TB)=3( pCVC pBVB ) /2 =600 J Q2 =W2+E 2600 J 2 分CA： W3 = pA (VA VC)=100 J J 150)(3)CAQ3 =W3+E 3250 J 3 分(2) W= W1 +W2 +W3=100 J Q= Q1 +Q2 +Q3 =100 J 2 分5、一气缸内盛有 1 mol 温度为 27 ，压强为 1 atm 的氮气(视作刚性双原子分子的理想气体)先使它等压膨胀到原来体积的两倍，再等体升压使其压强变为 2 atm，最后使它等温膨胀到压强为 1 atm求：氮气在全部过程中对外作的功，吸的热及其内能的变化( 普适气体常量 R=8.3
14、1 Jmol1 K1 )解：该氮气系统经历的全部过程如图 设初态的压强为 p0、体积为 V0、温度为 T0，而终态压强为 p0、体积为 V、温度为 T在全部过程中氮气对外所作的功 W = W (等压)+ W ( 等温)W (等压) = p0(2 V0 V0)=RT0 1 分W (等温) =4 p0 V0ln (2 p0 / p0) = 4 p0 V0ln 2 = 4RT0ln 2 2 分 W =RT0 +4RT0ln 2=RT0 (1+ 4ln 2 )=9.41103 J 2 分氮气内能改变 )(5(0TRTCEV=15RT0 /2=1.87104 3 分氮气在全部过程中吸收的热量 Q =E+W=2.8110 4 J 2 分6、质量 m6.2 1017 g 的微粒悬浮在 27的液体中，观察到悬浮粒子的方均根速率为1.4 cms1假设粒子速率服从麦克斯韦速率分布，求阿伏伽德罗常数(普适气体常量R8.31 Jmol 1K1 ) 解：据 ， 3 分2molv3/3/ARTMTN得 NA=3RT / (m )6.1510 23 mol-1 2 分p (atm) VV2V0V0O12
