普通班物理理1(期中 B).doc

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学院 专业班 学号 姓名
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天津工业大学（2012-2013学年第2学期）
《大学物理》理1期中试卷（B）（2013.4理学院）
特别提示：请考生在密封线左侧的指定位置按照要求填写个人信息，若写在其它处视为作弊。本试卷共有四道大题，请认真核对后做答，若有疑问请与监考教师联系。
满分
24
7
7
8
8
10
10
题目
一
1~8
二
9~10
二
11~12
二
13~14
二
15~16
三
17
三
18
得分

评阅人

满分
10
10
6

总分
复
核
题目
三
19
三
20
四
21

得分

评阅人

满分
24
得分

一、 选择题（每小题3分，请将答案写在括号处）

1．若在某个过程中，一定量的理想气体的内能E随压强p的变化关系为一直线（其延长线过E－p图的原点），则该过程为 ［ ］
(A) 等温过程； (B) 等压过程；
(C) 等体过程； (D) 绝热过程。
2．设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令和分别表示氧气和氢气的最概然速率，则 ［ ］
(A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线，/=4；
(B) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线，/＝1/4；
(C) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线，/＝1/4；

（D）图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线，/＝ 4。

3．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。
4．一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是： ［ ］
(A) 减小而不变； (B) 减小而增大；
(C) 增大而减小； (D) 不变而增大。
5．氦气、氮气、水蒸汽(均视为刚性分子理想气体)，它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则 ［ ］
(A) 它们的温度升高相同，压强增加相同；
(B) 它们的温度升高相同，压强增加不相同；
(C) 它们的温度升高不相同，压强增加不相同；
(D) 它们的温度升高不相同，压强增加相同。
6．一定量的理想气体经历acb过程时吸热500 J。则经历acbda过程时，吸热为 ［ ］
(A) –1200 J； (B) –700 J；
(C) –400 J； (D) 700 J。

7．理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S1和S2，则二者的大小关系是： ［ ］
(A) S1 > S2； (B) S1 = S2；
(C) S1 < S2； (D) 无法确定。

8．图示一简谐波在t = 0时刻的波形图，波速 u = 200 m/s，则P处质点的振动速度表达式为 ［ ］
(A) (SI)； (B) (SI)；
(C) (SI)； (D) (SI)；

二、填空题（共30分）
满分
7
得分

9．（本题4分）在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是
(1) ______________________________________________________；
(2) ______________________________________________________。
10．（本题3分）在p-V图上
(1) 系统的某一平衡态用_____________来表示；
(2) 系统的某一平衡过程用________________来表示；
(3) 系统的某一平衡循环过程用__________________来表示；
满分
7
得分

11．（本题4分）已知1 mol的某种理想气体（其分子可视为刚性分子），在等压过程中温度上升1 K，内能增加了20.78 J，则气体对外作功为_______________，气体吸收热
量为_____________________。（普适气体常量 ）

12．（本题3分）有摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，b-a为等压线，pc=2pa。令气体进行a-b的等压过程时吸热Qab，则在此循环过程中气体净吸热量Q________Qab。 （填入：＞，＜或＝）

满分
8
得分

13．（本题4分）热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了________________
_______________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了________________的过程是不可逆的。
14．（本题4分）一平面简谐波，波速为6.0 m/s，振动周期为0.1 s，则波长为___________。在波的传播方向上，有两质点（其间距离小于波长）的振动相位差为5π/6，则此两质点相距___________。
满分
8
得分

15．（本题3分）一平面简谐波沿x轴负方向传播。已知 x = -1 m处质点的振动方程为 ，若波速为u，则此波的表达式为_________________________。
16．（本题5分）由振动频率为400 Hz的音叉在两端固定拉紧的弦线上建立驻波。这个驻波共有三个波腹，其振幅为0.30cm。波在弦上的速度为 320m/s。则此弦线的长度____________________________；若以弦线中点为坐标原点，弦线上驻波的表达式：
___________________________________。

三、计算下列各题（共40分）
17．（本题10分）一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强为 p0 = 1.0×105 Pa，体积为V0 =4×10-3 m3，温度为T0 = 300 K的初态，后经等压膨胀过程温度上升到T1 = 450 K，再经绝热过程温度降回到T2 = 300 K，求气体在整个过程中对外作的功。
满分
10
得分

18．（本题10分）1 mol单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结ac两点的曲线Ⅲ的方程为, a点的温度为T0
（1）试以T0、普适气体常量R表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的热量；

（2）求此循环的效率。（提示：循环效率的定义式η=1-Q2 /Q1， Q1为循环中气体吸收的热量，Q2为循环中气体放出的热量。）
满分
10
得分

19．（本题10分）已知波长为λ的平面简谐波沿x轴负方向传播。x = λ /4处质点的振动方程为
(SI)
（1）写出该平面简谐波的表达式；
（2）画出t = T时刻的波形图。
满分
10
得分

20. （本题10分） 一平面简谐波频率为300 Hz，波速为340 m/s，在截面面积为3.00×10-2 m2的管内空气中传播，若在10 s内通过截面的能量为2.70×10-2 J，求
(1) 通过截面的平均能流；
(2) 波的平均能流密度；
(3) 波的平均能量密度。
满分
10
得分

四、回答问题（共6分）
21．（本题6分）什么叫理想气体的内能？它能否等于零？为什么？
满分
6
得分

8
《大学物理》第 页 共8页