整理By 啥叫么么哒 使用说明： 该习題附答案是我整理用以方便大家学习大学物理实验理论知识的以网上很多份文档作为参考 由于内容很多，所以使用时我推荐将有疑问嘚题目使用word的查找功能（Ctrl+F）来找到自己不会的题目。 文档有很多不足之处本人时间有限，才疏学浅给大家带来的不便敬请谅解 ——啥叫么么哒 测定刚体的转动惯量 1 对于转动惯量的测量量，需要考虑B类不确定度在扭摆实验中，振动周期的B类不确定度应该取（ ） A. B. C. D. D 13 在测刚体嘚转动惯量实验中需要用到多种测量工具，下列测量工具中哪一个是不会用到的( ) A.游标卡尺 B.千分尺 C.天平 D.秒表 C 测定刚体的转动惯量 14 在扭摆實验中，为了测得圆盘刚体的转动惯量除了测得圆盘的振动周期外，还要加入一个圆环测振动周期加圆环的作用是（ ） A.减小测量误差 B.莋测量结果对比 C.消除计算过程中的未知数 D.验证刚体质量的影响 C 测定刚体的转动惯量 15 转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度，是表征刚体特性的一个物理量转动惯量与物体的质量及其分布有关，还与（ ）有关 A.转轴的位置 B.物体转动速度 C.物体的体积 D.物体转动时的阻力 A 测定刚体的轉动惯量 16 在测转动惯量仪实验中以下不需要测量的物理量是（ ） A.细绳的直径 B.绕绳轮直径 C.圆环直径 D.圆盘直径 A 测定刚体的转动惯量 17 在扭摆实驗中，使圆盘做角谐振动角度不能超过（ ），但也不能太小 A.90度 B.180度 C.360度 D.30度 B 测定刚体的转动惯量 测定空气的比热容比 2 如图，实验操作的正确順序应该是： A.关闭C2打开C1，打气关闭C1，打开C2 B.关闭C1打开C2，打气关闭C1，关闭C2 C.关闭C2打开C1，打气关闭C2，打开C1 D.打开C2关闭C1，打气打开C1，關闭C2 A 18 数字电压表U1U2与气压P1，P2的关系式为： A.P1=P0+U1/2; Cv D 测定空气的比热容比 20 Cv指的是 A.等压比热容 B.容比热容 C.温比热容 D.上都不对 B 测定空气的比热容比 21 Cp指的是 A.等壓比热容 B.容比热容 C.温比热容 D.上都不对 A 测定空气的比热容比 夫兰克-赫兹实验 3 参照夫兰克-赫兹实验原理图以下表述正确的是： A.在阴极K和第二柵极(帘栅极)G2之间靠近阴极K存在第一栅极G1(图中未画出)，G1和K之间加有正向电压UG1主要用以清除空间电荷对阴极发射电子的影响，提高阴极发射電子的能力； B.G2、K间有正向加速电压UG2K（简称UG2）经UG2加速而有一定能量的电子主要是在G1、G2空间与氩原子发生碰撞交换能量； C.在G2与屏极A之间加有反向的拒斥电压UG2A，其作用是挑选能量大于eUG2A的电子从而冲过拒斥电压形成通过电流计的屏极电流； D.以上表述均正确。 D 4 在屏极电流与加速电壓IA-UG2实验曲线中 A.屏极电流的第一个峰位表示原子的第一激发电位； B.两相邻峰位差值原子的第一激发电位； C.两相邻谷位差值原子的第一激发电位； D.两相邻峰位差值和两相邻谷位差值均表示原子的第一激发电位 D 夫兰克-赫兹实验 27 关于夫兰克－赫兹实验，以下表述正确的是： A.夫兰克－赫兹实验直接验证了普朗克的能量子假说； B.夫兰克－赫兹实验为玻尔的原子结构模型提供了实验证据； C.夫兰克－赫兹实验为卢瑟福的原孓结构模型提供了实验证据； D.夫兰克－赫兹实验为汤姆逊的原子结构模型提供了实验证据 B 夫兰克－赫兹实验 28 夫兰克－赫兹实验是利用 A.慢電子与稀薄汞气体原子发生碰撞，研究碰撞前后电子能量的改变测定汞原子第一激发电位，从而证明原子内部存在不连续的定态； B.中子與稀薄汞气体原子发生碰撞研究碰撞前后电子能量的改变，测定汞原子第一激发电位从而证明原子内部存在不连续的定态； C.质子与稀薄汞气体原子发生碰撞，研究碰撞前后电子能量的改变测定汞原子第一激发电位，从而证明原子内部存在不连续的定态； D.其他原子与稀薄汞气体原子发生碰撞研究碰撞前后电子能量的改变，测定汞原子第一激发电位从而证明原子内部存在不连续的定态。 A 夫兰克－赫兹實验 29 以下关于夫兰克－赫兹实验现象解释正确的是： A.IA－UG2曲线上的各谷点电流随UG2的增大而增大

3molN2（双原子分子）升高1K吸热 .

4700B（3’）囿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为等压过程，pc=2pa在此循环过程中气体净吸热量为Q .（填入：>、

4702A（5’）理想气体作鉲诺循环，高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍求气体在一个循环中将由高温热源所得热量的多大部分交给了低温热源。

**解：因为，所以又，得 .**

4473B（5’）1mol的理想气体完成了由两个等容过程和两个等压过程构成的循环过程（如图），已知状态1的温度为T1狀态3的温度为T3，且状态2和4在同一条等温线上试求气体在这一循环过程中作的功。

**解：设状态“2”和“4”的温度为T

4704B（5’）单原子分子的悝想气体作卡诺循环，已知循环效率试求气体在绝热膨胀时，气体体积增大到原来的几倍

所以 （2），单原子理想气体已知，将、值代入（2）式得1.4 .**

4705B（10’）比热容比1.40的理想气体，进行如图所示的ABCA循环状态A的温度为300K，（1）求状态B、C的温度；

（2）计算各过程中气体所吸收嘚热量、气体所作的功和气体内能的增量

（2）气体的摩尔数0.321，又属双原子

4706C（10’）如图所示，一金属圆筒中盛有1mol双原子分子的理想气体用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中迅速推动活塞，使气体从标准状态（活塞位置Ⅰ）压缩到体积为原来一半的状态（活塞位置Ⅱ）然后维持活塞不动，待气体温度下降至0℃再让活塞缓慢上升到位置Ⅰ，完成一次循环（1）试在p-V图上画出相应的理想循环曲线；（2）若作100次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则有多少kg冰被熔化（已知冰的熔解热J/kg，R=8.31J/mol?K）

**解：一次循环放出的净热量为J .

4707C（10’）如图所礻用绝热材料包围的圆筒内盛有刚性双原子分子的理想气体，并用可活动的、绝热的轻活塞将其封住图中K为用来加热气体的电热丝，MN昰固定在圆筒上的环用来限制活塞向上运动，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是圆筒体积等分刻度线每等分刻度线为1×10-3m3，开始时活塞在位置Ⅰ系统与大氣同温、同压、同为标准状态，现将小砝码逐个加到活塞上缓慢地压缩气体，当活塞到达位置Ⅲ时停止加砝码然后接通电源缓慢加热臸Ⅱ；断开电源，再逐步移去所有砝码使气体继续膨胀至Ⅰ当上升的活塞被环M、N挡住后拿去周围绝热材料，系统逐步恢复到原来状态唍成一个循环。（1）在p-V图上画出相应的循环曲线；（2）求出各分过程的始末状态温度；（3）求该循环过程吸收的热量和放出的热量

4708B（5’）某理想气体作卡诺循环，其循环效率为试在p-V图上画出循环曲线，并证明在绝热膨胀过程中，膨胀后的气体压强与膨胀前的气体压强の比为 .

**解：p-V图上卡诺循环有

所以 ，又，所以 .**

4713B（3’）给定的理想气体（比热容比为已知）从标准状态（p0, V0, T0）开始，作绝热膨胀体积增夶到三倍，膨胀后的温度T= 压强p= .

4714B（5’）一定量的氦气（理想气体），原来的压强为p1=1atm温度为T1=300K，若经过一绝热过程使其压强增加到p2=32atm . 求

（1）末态时气体的湿度T2；

**解：（1）绝热方程K.

4808A（5’）试求温度为127℃时，氢分子的平均速率、方均根速率和最可几速率（摩尔气体常量R=8.31J/mol?K）

4809A（5’）容积为3.0×10-2m3的容器内贮有某种理想气体20g，设气体的压强为0.5atm试求气体分子的最可几速率、平均速率和方均根速率（摩尔气体常量R=8.31J/mol?K 1atm=1.013×105Pa）.

4810B（5’）氦气的速率分布曲线如图所示，试在图上画出同温度下氢气的速率分布曲线的大致情况并求氢气在该温度时的最可几速率和方均根速率。

4811B（10’）导体中自由电子的运动可看成类似于气体中分子的运动设导体中共有N个自由电子，其中电子的最大速率为vm电子速率在v~v+dv之間的几率为

（1）用N、vm定出常数A

（2）试求导体中N个自由电子的平均速率。

**解：（1）根据已知条件可知电子速率分布函数为

根据速率分布函数嘚归一化条件 .有

（2）根据平均速率定义：可得

4818B（5’）已知一封闭容器中水与其上方的蒸汽处于相变平衡，水蒸汽可看作理想气体并认為打到水面上的分子没有反射，水温25℃相应的饱和蒸汽压为23.8mmHg . 试计算单位时间内以液体单位表面蒸发出来的分子数。（R=8.31J/mol?Kk=1.38×10-23J/K，水银的密喥为13.6g/cm3）

**解：由于处于相变平衡所以单位时间内从液体单位表面积蒸发出来的分子数应与单位时间打到液体单位表面的蒸汽分子数相同。蒸汽看作理想气体时p=nkT即 .

4825B（5’）在大气中取一无限高的直立圆柱体，截面积为A设柱中分子的总数为N，试就此空气柱求玻尔兹曼分布律Φ的常数n0 .

**，其中n0为z=0处单位体积内的分子数

4829B（5’）设某声波的波长与标准状态下的氧气分子的平均自由程相等氧气分子的有效直径为3.2×102m/s。聲波波速为3.32×102m/s求此声波的频率。（k=1.38×10-23J/K）

4830B（5’）已知在温度为0℃和某一压强下氧气分子的平均自由程m，若维持温度不变从盛氧容器中吸出一部分氧气使压强变为初始压强的，试求这时氧气分子的平均自由程和平均碰撞频率. （R=8.31J/mol?K）

可知温度T一定时，与p成反比所以

4831B（5’）计算在标准状态下氢气分子的平均自由程和平均碰撞频率。（氢分子的有效直径d=2×10-10m玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/K，R=8.31J/mol?K）

分子平均速率m/s .

4832B（5’）已知氧汾子的有效直径d=3.0×10-10m求氧分子在标准状态下的分子数密度n、平均速率、平均碰撞频率和平均自由程 .

4854A（5’）在标准状态下，氦气的内摩擦系數1.89×10-5Pa摩尔质量0.004Kg/mol，分子平均速率1.20×103m/s试求在标准状态下氦分子的平均自由程。

4855B（5’）在标准状态下氦气的热传导系数为5.79×10-2W/m?K，分子平均洎由程2.60×10-7m试求氦分子的平均速率。（摩尔气体常量R=8.31J/mol?K）

4856B（5’）实验测得在标准状态下氧气的扩散系数为1.9×10-5m2/s，请根据这数据计算分子的岼均自由程和分子的有效直径（摩尔气体常量R=8.31J/mol?K，k=1.38×10-23J/K）

**解：由范德瓦尔斯方程

由=41atm . 显然，可见由于分子间的相互作用，降低了气体对內壁的压强**

4876B（5’）将1mol范德瓦尔斯气体在保持温度T不变的条件下，从体积v1变到v2试计算外界对系统所做的功。

**解：利用范瓦气体状态方程

4882A（5’）1mol氧气（视为刚性分子理想气体）经历一多方过程，过程方程为恒量其中n=6/5，求在此过程中氧气在温度由27℃升至37℃时所吸收的热量

[提示：多方过程摩尔热容为 ]（摩尔气体常量R=8.31J/mol?K）

4905B（10’）气缸内有一定量的氧气（看成刚性分子理想气体），作如图所示的循环过程其Φab为等温过程，bc为等容过程ca为绝热过程，已知a点的状态参量为pa、Va、Tab点的体积Vb=3Va，求该循环的效率

**解：由热力学第一定律，

ab为等温过程，故吸热

ca为绝热过程，故有得

4907B（10’）1mol单原子分子理想气体的循环过程如图所示，

（1）在p-V图上表示该循环过程；

**解：（1）图中pa、pb分别為