大学物理第五章 题库答案(含计算题)
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05章
一、填空题
(一)易(基础题)
1、一定质量的气体处于平衡态,则气体各部分的压强 (填相等或不相等),各部分的温度 (填相等或不相等)。(相等,相等)
2、根据能量按自由度均分原理,设气体分子为刚性分子,分子自由度为i ,则当温度为T 时,(1)一个分子的平均能量为 ;(2)γ摩尔理想气体的内能为 ;
(3)一个双原子分子的平均转动动能为 。(
KT i 2,RT i γ2,KT 2
2) 3、对于单原子分子理想气体,①32RT 代表的物理意义为: ;②R 2
3代表的物理意义为:: 。(①32
RT 代表1mol 单原子理想气体的内能,②R 2
3代表它的等体摩尔热容) 4、自由度数为i 的一定量的刚性分子理想气体,其体积为V,压强为p 时,其内能E=_______.(PV i 2
) 5.两瓶不同种类的理想气体,它们温度相同,压强也相同,但体积不同,则它们分子的平均平动动能-----,单位体积内分子的总平动动能-------。(均填相同或不相同)(相同,相同)
6.一定量的某种理想气体,装在一个密闭的不变形的容器中,当气体的温度升高时,气体分子的平均动能 ,气体分子的密度 ,气体的压强 ,气体的内能 。(均填增大、不变或减少)(增大,不变,增大,增大)
7、理想气体的压强公式为 ,理想气体分子的平均平动动能与温度的关系为 。(k n p ε32=,KT k 2
3=ε) 8、有两瓶气体,一瓶是氧气,另一瓶是氢气(均视为刚性分子理想气体),若它们的压强、体积、温度均相同,则氧气的内能是氢气的▁▁▁▁倍。(1)
9、一容器内贮有气体,其压强为1atm,温度为27ºC,密度为3
1.3kg m -⋅,则气体的摩尔质量为
______1kg mol -⋅,由此确定它是______气.(32×10-3kg.mol -1
, 氧)
10、()Nf d u u 表示的物理意义是 ------------------------------------。(表示在v 附近,dv v v +→速率区间内的分子数)
11、
⎰21)(v v dv v f 表示的物理意义是
-------------------------------------。(分布在任一有限速率范围21v v →内的分子数占总分子数的比率N
N ∆) 12、在相同条件下,氧原子的平均动能是氧分子的平均动能的______倍.(
21)
(二)中(一般综合题)
1、如图1所示,两条曲线分别表示相同温度下,氢气和氧气分子的速率分布曲线,则a 表示▁▁▁▁气分子的速率分布曲线;b 表示▁▁▁气分子的速率
分布曲线。(氧气,氢气)
2、若一瓶氢气和一瓶氧气的温度、压强、质量均相同,则它
们单位体积内的分子数 ,单位体积内气体分子的平
均动能 ,两种气体分子的速率分布 。(均
填相同或不相同)(不相同,不相同,不相同) 3、A 、B 、C 三个容器中皆装有理想气体,它们的分子数密度之比为1:2:4n :n :n C B A =,而分子的平均平动动能之比为1:2:4A B C ::εεε=,则它们的压强之比=C B A :P :P P 。(1:1:1)
4、1mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中,温度为27℃,这瓶氧气的内能为 J ;分子的平均平动动能为 J ;分子的平均总动能为 J 。(摩尔气体常量R=8.31J ·mol -1·K -1,坡尔兹曼常量k=1.38×10-23J ·K -1)(6.23×103, 6.21×10-21, 1.04×10-20)
5、(1)图(a)为同一温度下,不同的两种气体的速率分布曲线, ______曲线对应于摩尔质量较
大的气体.(2)图 (b)为不同温度下,同种气体
分子的速率分布曲线. ______曲线对应于较
高的温度.(1, 2)
(三)难(综合题)
1、储存在体积为43cm 的中空钢筒里的氢气
的压强是6个大气压,在1个大气压时这些氢气能充满______个体积为0.23
cm 的气球,(设温度不变).(120) 2、图2中的曲线分别表示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,氢气分子的最概然速率为
______
.氦气分子的最概然速率为______.(140, 100)
二、选择题
(一)易(基础题)
1、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确? [ D ]
(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、速率分布函数()f d υυ的物理意义为: [ C ]
(A )具有速率υ的分子占总分子数的百分比;
(B )具有速率υ的分子数;
(C )在速率υ附近处于速率区间d υ内的分子数占总分子数的百分比;
(D )速率分布在υ附近的单位速率间隔中的分子数。
3、摩尔数相同的氦(He)和氢(H 2),其压强和分子数密度相同,则它们的[ D ]
(A)分子平均速率相同; (B)分子平均动能相等;
(C)内能相等;(D)平均平动动能相等。
4.温度为270C的单原子理想气体的内能是 [ A ] (A)全部分子的平动动能;
(B)全部分子的平动动能与转动动能之和;
(C)全部分子的平动动能与转动动能、振动动能之和;
(D)全部分子的平动动能与分子相互作用势能之和。
5.一瓶氮气和一瓶氧气,它们的压强和温度都相同,但体积不同,则它们的[ A ] (A)单位体积内的分子数相同;(B)单位体积的质量相同;
(C)分子的方均根速率相同;(D)气体内能相同。
6.在常温下有1mol的氢气和lmol的氦气各一瓶,若将它们升高相同的温度,则[ A ] (A)氢气比氦气的内能增量大;(B)氦气比氢气的内能增量大;
(C)氢气和氦气的内能增量相同;(D)不能确定哪一种气体内能的增量大。
7、下面说法正确的是 [ B ]
(A) 物体的温度越高,则热量愈多; (B) 物体的温度越高,则内能越大。
(C) 物体的温度越高,则内能越小; (D) 以上说法都不正确。
8、一定质量的某理想气体按p
T
=恒量的规律变化,则理想气体的分子数密度 [ (2) ]
(1)升高;(2)不变;(3)不能确定;(4)降低。
10、如果氢气和氦气的温度相同,摩尔数也相同,则 [ B ]
(A) 这两种气体的平均动能相同; (B) 这两种气体的平均平动动能相同;
(C) 这两种气体的内能相等; (D) 这两种气体的势能相等.
11、一理想气体样品,总质量为M,体积为V,压强为p,理想气体温度为T,密度为ρ,K为玻尔兹曼常量.R为普适气体恒量,则分子量μ的表示式为 [ D ]
(A) pV
MRT (B)
MKT
pV(C)
KT
p
ρ
(D)
RT
p
ρ
12、一瓶氦气和一瓶氮气质量密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡态,则它们 [ C ]