热学模拟试卷答案

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1、大学物理试卷解答一选择题共(30)分1.(本题分3)(4003)(D)2.(本题分3)(4555)(B)3.(本题分3)(4951)(B)4.(本题分3)(4038)(C)5.(本题分3)(4675)(B)6.(本题分3)(4671)(B)7.(本题分3)(4100)(B)8.(本题分3)(4314)(D)9.(本题分3)(4595)(A)10.(本题分3)(4589)(D)二填空题共(30)分11.(本题分3)(4025)−266.59×10kg3分12.(本题分4)(4055)7-15.42×10s2分-56×10cm2分13.(本题分5)(4583)不变1分变大2

2、分变大2分14.(本题分3)(0238)166J3分第1页15.(本题分3)(4318)BM、CM各1分CM1分16.(本题分3)(4686)21分i+2i2分i+217.(本题分3)(4580)90J3分18.(本题分3)(5349)25%3分19.(本题分3)(4336)不变1分增加2分三计算题共(40)分20.(本题10)(4026)分解：设管内总分子数为N．由p=nkT=NkT/V12(1)N=pV/(kT)=1.61×10个．3分−8(2)分子的平均平动动能的总和=(3/2)NkT=10J2分−8(3)分子的平均转动动能的总和=(2/2)NkT=0.667×1

3、0J3分−8(4)分子的平均动能的总和=(5/2)NkT=1.67×10J2分21.(本题分5)(4954)解：取z轴竖直向上，地面处z＝0，根据玻尔兹曼分布律，在重力场中坐标在x~x＋dx，y~y＋dy，z~z＋dz区间内具有各种速度的分子数为dN＝n0exp[−mgz/(kT)]dxdydz2分n0为地面处分子数密度，则分子重力势能的平均值为∞∫mgzdN0ε=P∞∫dN0∞∞∞nexp[−mgz/(kT)]mgzdzdydx∫∫∫0−∞−∞0=∞∞∞nexp[−mgz/(kT)]dzdydx∫∫∫0−∞−∞0∞mg∫exp[−mgz/(kT)]zdz0=∞∫exp

4、[−mgz/(kT)]dz02mg[kT/(mg)]==kT3分kT/(mg)第2页22.(本题分5)(4046)解：平均速率v=∑∑Nivi/Ni1分=31.8m/s1分221/2∑Nivi方均根速率()v=2分∑Ni=33.7m/s．1分23.(本题10)(4694)分dpp解：(1)由等温线pV=C得()=−1分TdVVγdpp由绝热线pV=C得()=−γ1分QdVV(dp/dV)T−p/V1由题意知===0.714(dp/dV)−γp/VγQ故γ=1/0.714=1.42分γγ由绝热方程pV=pV1122V1γ4可得p2=p1()=7.58×10Pa3分V2V2

5、V2V1γp1V1−p2V2(2)W=∫pdV=∫p1()dV==60.5J3分Vγ−1V1V1224.(本题分5)(4591)解：(1)对卡诺循环有：T1/T2=Q1/Q2∴T2=T1Q2/Q1=320K即：低温热源的温度为320K．3分Q2(2)热机效率：η=1−=20%2分Q125.(本题分5)(4599)解：设绝热压缩前气体的体积为V1，温度为T1；压缩后的体积为V2=V1/2，温度为T2；气体的比热比为γγ−1γ−1由绝热方程得：VT=VT1122γ-1γ-1∴T2=T1(V1/V2)=2T12分设绝热压缩前后，气体分子的平均速率分别为v和v，12∵v∝T∴v

6、/v=T/T2121γ-1(γ−1)/2将关系式T2/T1=2代入上式，得v2/v1=21分单原子理想气体γ=5/3≈1.67，1分故v/v≈1.261分21第3页