1、注册结构工程师（一级基础考试-上午-普通物理）模拟试卷 2 及答案与解析1 理想气体的压强公式是( )。2010 年真题（A）（B）（C）（D）2 在标准状态下，当氢气和氦气的压强与体积都相等时，氢气和氦气的内能之比为( )。2014 年真题（A）53（B） 35（C） 12（D）323 一瓶氦气和一瓶氮气它们每个分子的平均平动动能相同，而且都处于平衡态，则它们( )。2013 年真题（A）温度相同，氦分子和氮分子的平均动能相同（B）温度相同，氦分子和氮分子的平均动能不同（C）温度不同，氦分子和氮分子的平均动能相同（D）温度不同，氦分子和氮分子的平均动能不同4 一定量的刚性双原子分子理想气体储
2、于一容器中，容器的容积为 V，气体压强为p，则气体的动能为( ) 。2010 年真题（A）（B）（C）（D）Pv5 最概然速率 vp 的物理意义是( )。2013 年真题（A）v p 是速率分布中最大速率（B） vp 是大多数分子的速率（C）在一定的温度下，速率与 vp 相近的气体分子所占的百分率最大（D）v p 是所有分子速率的平均值6 有 1mol 刚性双原子分子理想气体，在等压过程中对外做功为 W，则其温度变化T 为( ) 。2014 年真题（A）RW（B） WR（C） 2RW（D）2WR7 气体做等压膨胀，则( )。2013 年真题（A）温度升高，气体对外做正功（B）温度升高，气体对外
3、做负功（C）温度降低，气体对外做正功（D）温度降低，气体对外做负功8 一定量的理想气体由口状态经过一过程到达 b 状态，吸热为 335J，系统对外作功为 126J；若系统经过另一过程由 a 状态到达 b 状态，系统对外作功为 42J，则过程中传入系统的热量为( )。2012 年真题（A）530J（B） 167J（C） 251J（D）335J9 1mol 理想气体从平衡态 2P1、V 1 沿直线变化到另一平衡态 P1、2V 1，则此过程中系统的功和内能的变化是( )。2011 年真题（A）W0， VE0（B） W0，VE 0（C） W0，VE=0（D）W0， VE010 理想气体在等温膨胀过程中
4、( )。2014 年真题（A）气体做负功，向外界释放热量（B）气体做负功，向外界吸收热量（C）气体做正功，向外界释放热量（D）气体做正功，向外界吸收热量11 一定量理想气体由初态(P 1，V 1，T 1)经等温膨胀到达终态(P 2，V 2，T 1)，则气体吸收的热量 Q 为( ) 。2013 年真题（A）（B）（C）（D）12 一定量的理想气体经过等体过程，温度增量T，内能变化E 1，吸收热量 Q1；若经过等压过程，温度增量也为T，内能变化 E2，吸收热量 Q2，则一定是( )。2012 年真题（A）E 2=E1，Q 2Q 1（B） E2=E1，Q 2Q 1（C） E2 E1，Q 2Q 1（D
5、）E 2E 1，Q 2Q 113 体系与环境之间只有能量交换而没有物质交换，这种体系在热力学上称为( )。2012 年真题（A）绝热体系（B）循环体系（C）孤立体系（D）封闭体系14 在保持高温热源温度 T1 和低温热源温度 T2 不变的情况下，使卡诺热机的循环曲线所包围的面积增大，则会( )。2011 年真题（A）净功增大，效率提高（B）净功增大，效率降低（C）净功和效率都不变（D）净功增大，效率不变15 “理想气体和单一热源接触做等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。” 对此说法，有如下几种讨论，正确的是( )。2010 年真题（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律（B）不违反
6、热力学第二定律，但违反热力学第一定律（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律16 若理想气体的体积为 V，压强为 p，温度为 T，每个分子的平均分子量为 M，k为玻尔兹曼常数，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为( )。（A）pVm（B） pV(kT)（C） pV(RT)（D）pV(mT)17 一氢气球在 20充气后，压强为 12atm(1atm=101310 5Pa)，半径为15m。到夜晚时，温度降为 10，气球半径缩为 14m ，其中氢气压强减为11atm，此时漏掉的氢气为( )kg 。（A）027（B） 032（C） 037（
7、D）04218 质量相同的氢气(H 2)和氧气 (O2)，处在相同的室温下，则它们的分子平均平动动能和内能关系为( ) 。（A）分子平均平动动能相同，氢气的内能大于氧气的内能（B）分子平均平动动能相同，氧气的内能大于氢气的内能（C）内能相同，氢气的分子平均平动动能大于氧气的分子平均平动动能（D）内能相同，氧气的分子平均平动动能大于氢气的分子平均平动动能19 两种摩尔质量不同的理想气体，它们的压强、温度相同，体积不同，则它们的( )。（A）单位体积内的分子数不同（B）单位体积内气体的质量相同（C）单位体积内气体分子的总平均平动动能相同（D）单位体积内气体内能相同20 两瓶不同种类的理想气体，它们
8、的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子的总平均动能(E KV)，单位体积内的气体分子数 n，单位体积内的气体质量 p 分别有( ) 。（A）(E KV)不同，n 不同，p 不同（B） (EKV)不同，n 不同，p 相同（C） (EKV)相同，n 相同，p 不同（D）(E KV)相同，n 相同，p 相同21 在标准状态下，氦气和氢气气体体积相同，它们分子的平均动能 和平均平动动能 的关系为( ) 。（A） 都相等（B） 不相等（C） 不相等（D） 都不相等22 压强为 p、体积为 V 的水蒸气(H 2O，视为刚性分子理想气体 )的内能为( )。（A）（B）（C）（D）3pV23
9、有容积不同的 A、B 两个容器内装有理想气体， A 中是单原子分子理想气体，B 中是双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么这两种气体的单位体积的内能(EV) A 和(EV) B 的关系为( ) 。（A）(EV) A(EV) B（B） (EV) A(EV) B（C） (EV) A=(EV) B（D）不能确定24 水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了( )。(不计振动自由度)（A）0（B） 25（C） 50（D）66725 1mol 的单原子分子理想气体从状态 A 变为状态 B，气体未知，变化过程也未知，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（
10、B）气体内能的变化（C）气体传给外界的热量（D）气体的质量26 容器内储有一定量的理想气体，若保持容积不变，使气体的温度升高，则分子的平均碰撞频率 和平均自由程 的变化情况为( )。（A） 不变（B） 增大（C） 都增大（D） 都不变27 某种理想气体的总分子数为 N，分子速率分布函数为 f(x)，则速度在 v1v 2 区间内的分子数是( ) 。（A）（B）（C）（D）28 在麦克斯韦速率分布律中，速率分布函数 f(v)的意义为( )。（A）速率大小等于 v 的分子数（B）速率大小在 v 附近的单位速率区间内的分子数（C）速率大小等于 v 的分子数占总分子数的百分比（D）速率大小在 v 附近的
11、单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比29 三个容器 A、B、C 中装有同种理想气体，其分子数密度 n 相同，而方均根速率之比为 则其压强之比 pA：p B：p C 为( )。（A）2：3：6（B） 3：2：1（C）（D）1：4：930 在一密闭容器中，储有 A、B、C 三种理想气体，处于平衡状态。A 种气体的分子数密度为 n1，它产生的压强为 p1，B 种气体的分子数密度为 2n1，C 种气体的分子数密度为 3n1，则混合气体的压强 p 为( )。（A）4p 1（B） 5p1（C） 6p1（D）7p 1注册结构工程师（一级基础考试-上午-普通物理）模拟试卷 2 答案与解析1 【正确答案】
12、C【试题解析】 理想气体的压强公式为：是分子平均平动动能，所以【知识模块】 普通物理2 【正确答案】 A【试题解析】 由 注意到氢为双原子分子，氦为单原子分子，即 i(H2)=5，i(He)=3 ；又 p(H2)=p(He)，V(H 2)=V(He)，故【知识模块】 普通物理3 【正确答案】 B【试题解析】 根据分子平动原理，分子平均平动动能 若平均平动动能相同，则温度相同；分子平均动能=(平均平动动能+平均转动动能)= 而氦分子为单原子分子，没有转动动能，i=3；氮分子为双原子分子，i=5，故氦分子和氮分子的平均动能不同。【知识模块】 普通物理4 【正确答案】 B【试题解析】 单个分子的平均
13、平动动能是 刚性双原子分子的自由度 i=5。根据理想气体的微观模型，理想气体是指分子间没有相互作用和分子可以看成没有大小的质点，因此分子间的势能不计，这样理想气体的内能就是所有分子的各种动能之和。设分子总数是 N，则动能 由理想气体状态方程可得，【知识模块】 普通物理5 【正确答案】 C【试题解析】 概然速率是由麦克斯韦速率分布函数求导为零所得的速率，即则最概然速率为： 由分布函数含义可知，最概然速率是指在一定的温度下，速率与 vp 相近的气体分子所占的百分率最大。【知识模块】 普通物理6 【正确答案】 B【试题解析】 等压过程中，p=恒量，E=P V，利用状态方程 pV=RT，有：W=RT，
14、T=【知识模块】 普通物理7 【正确答案】 A【试题解析】 根据 pV=nRT，其他条件不变，等压膨胀时，温度升高，压强不变，体积增大， 气体对外做正功。【知识模块】 普通物理8 【正确答案】 C【试题解析】 题中两过程都是由 a 状态到达 b 状态，内能是状态量，又因一定量理想气体的内能增量只取决于系统的初、终态，而与联系初、终态的过程无关。故该系统内能增量E 相同，并由热力学第一定律 Q=(E2 一 E1)+W=E+W 得：Q 1一 W1=Q2 一 W2，即 335126=Q242，可得 Q2=251J。【知识模块】 普通物理9 【正确答案】 C【试题解析】 由于 PV=恒量，故该理想气体
15、变化为等温过程变化。因 T1=T2，故内能的变化为： 又此过程中系统的功为：即体积单向增大，W0。【知识模块】 普通物理10 【正确答案】 D【试题解析】 系统吸收或放出的热量等于系统内能增量与系统对外做功之和。理想气体的内能是温度的单值函数，等温膨胀过程中内能不变，理想气体膨胀对外界做功，因此从外界吸收热量 Q。由热力学第一定律可知，等温过程系统吸热全部用来对外做功 A(A0) 。【知识模块】 普通物理11 【正确答案】 A【试题解析】 气体吸收的热量，一部分用来对外做功，一部分用来增加内能，即Q=E+W，其中 等温变化过程中，【知识模块】 普通物理12 【正确答案】 A【试题解析】 由两过
16、程温度增量均为T，又有内能增量 得：E2=E1。对于等体过程，可知 Q1=E1+W1，等体过程不作功，对于等压过程， 所以Q2Q 1。【知识模块】 普通物理13 【正确答案】 D【试题解析】 根据系统与环境之间的物质和能量交换情况，系统分为三种：开放系统，系统和环境之间既有物质交换，又有能量交换；封闭系统，系统和环境之间没有物质交换，只有能量交换：孤立体系，系统和环境之间既没有物质交换，又没有能量交换。【知识模块】 普通物理14 【正确答案】 D【试题解析】 由于循环曲线所包围的面积增大，分析可得吸热减少，放热增大，此时净功增大。卡诺循环效率为： 故效率不变。【知识模块】 普通物理15 【正确
17、答案】 C【试题解析】 根据热力学第一定律，内能的传递量 Q，等于系统内能的变化U与系统对外界的功 W 之和，即 Q=U+W。在等温膨胀时理想气体的内能不变，故吸收的热量可全部用来对外做功，不违反热力学第一定律。由热力学第二定律可知，不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的功，而不引起其它变化。上述表述中没有循环动作的热机，在做等温膨胀时，理想气体吸收的热量全部转化为功，但引起了气体体积的增大，故不违反热力学第二定律。【知识模块】 普通物理16 【正确答案】 B【试题解析】 设质量为 m 的气体的分子数为 N，1mol 气体的分子数为 N0(阿伏伽德罗常数)，(m
18、M)mol 气体的分子数 N=(mM)N 0，即 把变量代入理想气体状态方程中得： k 为玻尔兹曼常数，有k=RN 0，则上式为 p=【知识模块】 普通物理17 【正确答案】 B【试题解析】 根据理想气体状态方程 pV=(mM)RT，可得：【知识模块】 普通物理18 【正确答案】 A【试题解析】 温度是气体分子平均动能大小的标志，气体分子处在相同的室温下，分子平均平动动能相同。内能是气体分子平动动能与其物质的量的乘积，质量相同的情况下，氢气的物质的量与氧气物质的量之比为 16：1，氢气的内能大于氧气的内能。【知识模块】 普通物理19 【正确答案】 C【试题解析】 温度是气体分子的总平均平动动能
19、大小的标志，温度相同则气体分子的总平均平动动能相同。由公式 pV=nRT，可知左右两边各有一个未知量，ABD 三项均不能确定。【知识模块】 普通物理20 【正确答案】 C【试题解析】 由理想气体状态方程 pV=(mM)RT=(NN 0)RT，以及单位体积内的气体分子数 n=NV，得出 p=n(RN 0)T=nkT。因 p，T 相同，故 n 相同；单位体积内的气体分子的总平均动能(E KV)=(i 2)nkT，式中 i，k，T 均相同，故(EKV)相同；单位体积内的气体质量 p=nm0，其中 m0 是每个气体分子的质量，因 n 相同，而 m0 不同，故 p 不同。【知识模块】 普通物理21 【正
20、确答案】 C【试题解析】 理想气体处于平衡态时，每个自由度都具有相同的平均能量 ，氦气和氢气的平均平动自由度都为 3，所以平均平动动能相等，而氦气的转动自由度为 0，氢气的转动自由度为 2，所以平均动能(分子平均动能=平均平动动能+ 平均转动动能)不相等。【知识模块】 普通物理22 【正确答案】 D【试题解析】 水蒸汽分子运动的自由度数 i=6，由理想气体状态方程 和内能公式 E= 联立可得【知识模块】 普通物理23 【正确答案】 A【试题解析】 由理想气体压强公式 p=nkT 可知，n=pkT ，根据气体内能公式： ，p 相同，单原子分子 i=3，双原子分子 i=5，故(EV) A(EV)
21、B。【知识模块】 普通物理24 【正确答案】 B【试题解析】 水蒸气分解方程式为：EH2O=3RT，E H2=52(RT)，E O2=54(RT) ，所以内能增加百分比为 =EE H2O=25。【知识模块】 普通物理25 【正确答案】 B【试题解析】 四个选项中只有气体内能的变化E 与过程无关，对于理想气体，内能只是温度 T 的单值函数，表达式为： 。由公式可知AE 只与始末状态有关。而功和热都是过程量，是系统内能变化的量度，过程不同，功和热一般也不同。气体质量与气体的分子量有关，因气体种类未知，即分子量未知，故无法求得质量。【知识模块】 普通物理26 【正确答案】 A【试题解析】 平均碰撞频
22、率公式为： ，其中 d 为分子有效直径，n为分子数密度。平均自由程公式为： ，其中 为平均相对速率，与算术平均速率成正比。对于理想气体，温度升高时，气体平均平动动能增大，平均相对速率增大，而 d、 n 都不变，故 增大， 不变。对于实际气体，由于要考虑分子间的相互作用力，实际上 d 随温度升高、速率增加而略有减小，从而 略有增加，但本题不考虑。【知识模块】 普通物理27 【正确答案】 B【试题解析】 式 表示速率在 v1v 2 区间内的分子数占总分子数的百分数，所以该区间的分子数为：【知识模块】 普通物理28 【正确答案】 D【试题解析】 速率分布函数的定义为： ，其中 dN 表示速率在vv+dv 区间内的分子数，N 为理想气体分子总数。【知识模块】 普通物理29 【正确答案】 D【试题解析】 由方均根速率： 由理想气体状态方程： 可知：pRTM。则由上可得 pv-2，所以pA：p B：p C=1：4：9。【知识模块】 普通物理30 【正确答案】 C【试题解析】 由道尔顿分压定律知：在一个容器中，有几种不发生化学反应的气体，当它们处于平衡态时，气体的总压强等于各气体压强之和。则混合气体的压强为：p=nkT=(n 1+2n1+3n1)kT=6n1kT=6p1。【知识模块】 普通物理
