热学模拟试题(二)(2020年整理).doc
模拟试题（二）
（时间：120分钟 共100分）
一、单项选择题：下面每题的选项中，只有一个是正确的，请将正确答案填在下面的答题表格内。（本题共10小
题，每小题3分，共30分）
1、 一个线性定标的温度计，其冰点为－40?A ，沸点为160?A 。当温度计的读数为5?A 时，摄氏温度计的读数是（ ）
A 、7.5?C ；
B 、12.5?
C ；C 、16.5?C ；
D 、22.5?C 。 2、 说昨天的温度和今天的一样，其理论依据是（ ）
A 、昨天和今天一样暖和；
B 、昨天和今天温度计读数一样；
C 、热力学第零定律；
D 、热力学第一定律。 3、 如果只能用绝热方法使系统从初态变到终态，则（ ）
A 、 对联结这两态的不同绝热路径，所做功不同；
B 、 对联结这两态的所有绝热路径，所做功都相同；
C 、 由于没有热能传递，故没有做功；
D 、 系统的总内能将不变。
4、 一定量的某种理想气体，压强P 保持一定，通过加热使其体积从V 1＝10m 3膨胀到V 2＝20m 3，若膨胀前的温度为t 1＝100?C ，则膨胀后的温度为（ ）
A 、200K ；
B 、373K ；
C 、473K ；
D 、746K 。
5、 卡诺致冷机工作于温度为200K 和300K 的两个恒温热源之间，此致冷机的致冷系数为（ ）
A 、2；
B 、
21；C 、3
1
；D 、3。 6、 一定容器中存有一定量的气体，设分子的平均碰撞频率为Z ，平均自由程为λ，则当温度升高时，（ ）
A 、Z 增大，λ减小；
B 、Z 增大，λ不变；
C 、Z 、λ均增大；
D 、Z 、λ都不变。 7、 由热力学第二定律，下面哪个说法正确（ ）
A 、功可完全转变为热，但热不可能完全转为功；
B 、热量不可能由低温物体传向高温物体；
C 、两条绝热线可以相交；
D 、一条绝热线与一条等温线只能有一个交点。
8、 一容器贮有气体，其平均自由程为λ，当绝对温度降为原来的一半，但体积不变，分子作用半径
不变。此时平均自由程为（ ）
A 、
21
λ；B 、2λ；C 、λ ；D 、2λ；E 、2
1λ。 9、 若气体分子服从麦克斯韦速率分布律，如果气体的温度增为原来的两倍，与最概然速率v p 相应的速率分布函数f (v p )变为原来的（ ）
A 、
21
；B 、2；C 、2；D 、2
1。 10、 一定容器中存有一定量的气体，设分子的平均碰撞频率为Z ，平均自由程为λ，则当温度升高时，（ ）
A 、Z 增大，λ减小；
B 、Z 增大，λ不变；
C 、Z 、λ均增大；
D 、Z 、λ都不变。
二、填空题：根据题意将正确答案填在题目中的空格内。（本题共7小题，10个空，每空2分，共20分）
1、冬季房间热量的流失率为 2.5?104kcal/h ，室温21?C ，外界温度－5?C ，此过程的熵增加率为 。
2、
有一台可逆热机，工作的高温热源温度为400K ，低温热源温度为300K ，每一循环中在低温
热源放出的热量为6 kJ 。那么，这台热机每一循环从高温热源吸取热量Q 1＝ ；这台热机的效率η ＝ 。
3、
RT 2
3
的物理意义是 。 4、 假设由N 个粒子组成的某种理想气体，其分子速率分布曲线如图所示，则用v 0表示的a 值为 ，分子速率在0～v 0之间的分子数为 。
5、 设空气温度为0℃，且不随高度变化，则大气压强减为地面的75%时的高度为 。
6、 氧气分子的最概然速率为500m/s 时的温度为 ，这时的平均速率为 。
7、 在室温300K 下，一摩尔氮气的内能是
。
000a/2
三、计算题：按照下面各题的要求，将完整答案写在题目后面的空白处，不够可另加附页。（本大题共50分）
1、（15分）1摩尔理想气体氦作如图所示的循环，其中bc过程为绝热
过程。求：(1) ab过程中系统吸收的热量；(2) 系统在一个循环过程中对外
作的总功；(3) 此循环的效率。
2、（12分）一理想气体准静态卡诺循环，当热源温度为100?C、冷却器温度为0?C时，作净功800J。今若维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增加为1.60?103J，则这时：(1) 热源的温度为多少？
(2)效率增大到多少？设这两个循环都工作于相同的两绝热线之间。
3、（15分）导体中的自由电子的运动可看作类似气体分子的运动（故称电子气）。设导体中共有N 个自由电子，其中电子的最大速率为v F（称为费米速率），与v F对应的能量为Fε（称为费米能量），电子速率在v~v+dv之间的概率为：
?
?
?
?
?
>
≥
≥
=
)
(
)
,0
(
42
F
F
v
v
A
v
v
dv
Av
N
dN
为常数
π
(1) 用N、v F定出常数A；(2) 求出自由电子的平均速率v；(3) 求出电子气中电子的平均平动能ε；(4) 求0~0.5v F的自由电子数。
4、（8分）设有半径为
2
R的柱形圆筒，其中含有半径为1R的并与之同轴的圆柱体，以速度u沿轴线朝正z方向运动。试确定粘滞系数为η的、充满柱形圆筒和柱体之间的不可压缩气体(或液体)的流动速度谱()r v以及作用于柱体表面(或柱形圆筒内壁)单位长度上的粘滞力τ。