物理教科选择性必修3教材习题答案_高中全套电子教材及答案。_02高中教材参考答案_高中物理_教科版

教材习题答案 第一章 分子动理论 ６ －６ ４ ｍＬ＝８×１０ ｍＬ １０ 1 物体是由大量分子组成的 图中一个小方格的面积为ｓ ｌ２ ２ (２) ０＝ ＝１ｃｍ 油酸薄膜的面积大约是Ｓ ｓ ２ 自我评价(Ｐ ) ＝１１４× ０＝１１４ｃｍ ５ Ｖ １.答案 ３ . ０１×１０ ６ (３) 按以上数据估算油酸分子直径ｄ ＝ Ｓ ＝７×１０ －１０ ｍ 解析 水的摩尔质量为 １８ ｇ/ｍｏｌꎬ９ ｇ 水的物质的量ｎ ＝ Ｍ ｍ ＝ ３.答案 两个领域联系起来的关键是将微观的物体通过量的累 计在宏观世界中表现出来 ꎮ ９ . ４.答案 实验并没有准确测出油酸分子的大小 因为此实验是 ｍｏｌ＝０５ ｍｏｌ ꎻ １８ 估测大小 实验关注的是测出油酸分子大小的数量级 测出的 水分子的个数Ｎ ＝ ｎＮ Ａ＝０ . ５×６ . ０２×１０ ２３个 ＝３ . ０１×１０ ２３个 数量级正 ꎬ 确 ꎬ 则完成实验 ꎮ ꎬ 水分子紧密排列后的总长度Ｌ Ｎｄ . ２３ －１０ ＝ ＝３ ０１×１０ ×４×１０ ｍ＝ . １４ 3 分子的热运动 １２０４×１０ ｍ 绕地球赤道的圈数Ｎ′ Ｌ １ . ２０４×１０ １４ 圈 . ６ 圈 自我评价(Ｐ ) ＝ ｌ ＝ ４ . ０×１０ ７ ＝３０１×１０ １.ＡＢ 物体 １ 的 ３ 扩散现象是分子热运动引起的 故 正确 温度 ２.答案 ２ . ６９×１０ １９个 １ . ０７６×１０ ２３个 越高 分子无规则热运动越剧烈 扩散得越快 ꎬ 故 Ａ 正确 ꎻ 分子 解析 标准状态下 １ 摩尔空气的体积为 ２２ . ４ Ｌꎮ 所以 １ ｃｍ ３ 无规 ꎬ 则热运动永不停止 扩散现 ꎬ 象永不停止 ꎬ 故 Ｂ 错误 ꎻ 扩散 ꎬ ꎬ Ｃ ꎻ 空气的物质的量为ｎ １×１０ －３ 现象也可以发生在固体中 故 错误 ＝ . ｍｏｌ ꎬ Ｄ ꎮ ２２４ ２.答案 不一定 因为布朗运动中微粒的运动是无规则的 所以 ꎬ ꎬ 故 １ ｃｍ ３ 空气中含有空气分子的个数为 Ｎ ＝ ｎＮ Ａ＝ １ ２ × ２ １ . ０ ４ －３ × ３. 无 答 法 案 确定 不是 ７５ 灰 ｓ 末 尘 微 颗 粒 粒 的 飞 具 舞 体 是 位 因 置 为 ꎮ 气流对流形成的 不是布朗 ６ . ０２×１０ ２３个 ＝２ . ６９×１０ １９个 运动 ꎻ ꎬ 该运动员的肺活量约 ４０００ ｃｍ ３ ꎬ 则其一次呼吸吸入的空气分 ４.答案 ꎮ 物体的温度越高 组成物体分子无规则热运动的平均 ꎬ 子数为Ｎ′ ＝４０００ Ｎ ＝４０００×２ . ６９×１０ １９个 ＝１ . ０７６×１０ ２３个 动能就越大 会影响物体的内能 但物体的内能不影响物体宏 ꎬ ꎬ ρＮ Ｍ 观的动能 ３.答案 ｎ Ａ Ｖ ꎮ ① ＝ Ｍ ② ０＝ρＮ Ａ ｍ 4 分子间的相互作用力 解析 铜的摩尔体积为Ｖ 则 ３ 铜所含的原子数目 ① ＝ ρ ꎬ １ ｍ 自我评价(Ｐ ) ρＮ １７ 的表达式Ｎ １ Ｎ Ａ １.ＢＤ 两个分子由距离很远到很难再靠近的过程中 分子间的 ＝ Ｖ Ａ＝ Ｍ ꎬ 作用力先是引力然后是斥力 分子力表现为引力时 它随距离 Ｍ ꎬ ꎬ 个铜原子占有体积大小的表达式Ｖ 的减小先增大后减小 分子力表现为斥力时 分子力随距离的 ②１ ０＝ρＮ ꎻ ꎬ Ａ 增加而减小 则整个过程中分子力的大小将先增大再减小然 ４.答案 手捏面包 面包体积变小 说明面包间有空隙 不能 ꎬ ① ꎬ ꎬ ꎬ 后再增大 故 错误 正确 说明固体分子是有间隙的 该说法错误 ꎬ Ａ、Ｃ ꎬＢ、Ｄ ꎮ ꎬ ꎻ ２.答案 锯断的钢筋直接对接时不能达到分子的引力范围 从而 一滴墨水滴到清水中 发生了扩散 说明液体分子在永不停 ꎬ ② ꎬ ꎬ 不能形成一个整体 而在焊接的过程中 可以将分子间距达到 息地做无规则运动 不能说明分子间有间隙 该说法错误 ꎻ ꎬ ꎬ ꎬ ꎻ 分子引力的范围 从而利用分子引力的作用将它们接在一起 水结成冰 同时体积变大 说明水分子之间间隙变大了 即 ꎬ ꎮ ③ ꎬ ꎬ ꎬ ３.答案 氢气分子数较多 分子平均动能相等 氢气的内 能说明分子间是有间隙的 该说法正确 ① ꎻ② ꎻ③ ꎬ ꎻ 能较大 热胀冷缩是指分子间隙随着温度的升高或降低而变大或变 ④ 解析 因氢气的摩尔质量较小 则相同质量的氢气和氧气 小 这说明了分子之间有间隙 故该说法正确 ① ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 比较 氢气的物质的量较大 分子数较多 ꎬ ꎬ ꎻ 温度是分子平均动能的标志 温度相同时 氢气和氧气的分 2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 ② ꎬ ꎬ 子平均动能相同 ꎻ 自我评价(Ｐ ) 因分子平均动能相同 而氢气的分子数较多 因分子势能可 ８ ③ ꎬ ꎬ １.ＡＤ 油酸未完全散开 形成的油膜不是单分子层 得到的油 忽略 则可知氢气的内能较大 ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 膜面积偏小 故所得分子直径偏大 故 正确 滴入水中后酒 ４.答案 壶里的水加热到沸腾 继续加热 水的温度并不升高 ꎬ ꎬ Ａ ꎻ ꎬ ꎬ ꎬ 精都溶入水中 故酒精不会影响实验结果 故 错误 计算体 而是保持在 不变 此时水继续吸热 发生汽化 此时水 ꎬ ꎬ Ｂ ꎻ １００ ℃ ꎬ ꎬ ꎬ 积时多数了几滴 会使计算的油滴体积偏小 故所得分子直径 的内能增加 ꎬ ꎬ ꎮ 也偏小 故 错误 数方格时舍去了所有不足一格的方格 计 ５.答案 因为玻璃板和水的分子间的分子引力大于斥力 ꎬ Ｃ ꎻ ꎬ 算出的油膜面积偏小 导致计算结果偏大 故 正确 解析 当玻璃板与水面接触时 玻璃板与水分子之间存在作 ꎬ ꎬ Ｄ ꎮ ꎬ ２.答案 －６ ２ －１０ 用力 当用力向上拉时 水分子之间要发生断裂 还要克服水 (１)８×１０ ｍＬ (２)１１４ｃｍ (３)７×１０ ｍ ꎬ ꎬ ꎬ 分子间的引力 所以拉力比玻璃板的重力要大 反映出水分子 解析 滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是Ｖ １ ꎬ ꎬ (１)１ ＝ × 和玻璃板间存在引力作用 ７５ ꎮ １ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋运动越剧烈 布朗运动越明显 故 正确 ꎬ ꎬ Ｄ ꎻ 5 分子热运动的统计规律 ７.答案 使劲压两片玻璃 两片玻璃表面分子间距离仍然较大 ꎬ ꎬ 超出了分子力的作用范围 分子间没有力的作用 所以很难结 自我评价(Ｐ ) ꎬ ꎬ ２２ 合起来 １.Ｂ 因为永不停息地做无规则运动 所以分子之间避免不了相 ꎮ ꎬ 给玻璃接触处加热熔化后 两片玻璃表面分子间距离减小到 互碰撞 故 错误 温度是分子的平均动能的标志 气体分子 ꎬ ꎬ Ａ ꎻ ꎬ 分子间作用力的作用范围 此时分子间引力大于分子间斥力 运动的平均速率与温度有关 气体分子的平均速率随温度升 ꎬ ꎬ ꎬ 总体表现为引力 所以能使它们黏合 高而增大 故 正确 牛顿运动定律是宏观定律 不能用它求 ꎬ ꎮ ꎬ Ｂ ꎻ ꎬ 得微观分子的运动速率 故 错误 气体分子的速率分布是 ８.答案 分子间的引力和斥力都增大 ꎬ Ｃ ꎻ 解析 分子间同时存在引力和斥力 水由气态凝结成液态的 中间多 两头少 与温度是否升高无关 故 错误 ꎬ “ 、 ” ꎬ Ｄ ꎮ ２.答案 当温度升高时 ꎬ 则物体内能增大 ꎬ 分子的无规则运动速 水 ꎬ 分子间距离变小 ꎬ 但分子间距离始终大于ｒ ０ꎬ 故引力和斥 力都随着分子间距离的减小而增大 度增大 分子运动的平均速率增大 仍然表现为 中间多 两头 ꎮ ꎬ ꎬ “ 、 少 的运动规律 ９.答案 ３ ” ꎮ ７×１０ ３.答案 虽然气体分子运动的速率很大 ꎬ 但分子的运动不是匀 解析 水的分子数为ｎ ｍ Ｎ １ . ２３个 . 速直线运动 是无规则的运动 并且香水分子与空气分子不断 １ ｇ ＝ Ｍ Ａ＝ １８ ×６ ０２×１０ ≈３ ３４× ꎬ ꎬ 碰撞 闻到香味需要足够多的香水分子 因此房间里的人要过 ２２个 １０ ꎬ ꎬ 一会才能闻到香味 将 水均匀分布在地球表面 则 ２ 的地面上分子数为 １ ｇ ꎬ １ ｃｍ ꎮ ４.答 值 案 超 市 某 是 地 根 区 据 的 该 超 地 市 区 每 消 天 费 新 人 鲜 群 牛 的 奶 平 销 均 售 消 量 费 就 量 是 来 一 进 个 货 统 的 计平 每 均 天 ｎ′ ＝ ｓ ｓ ′ ｎ ＝ ５×１０ １ １ ４ ×１０ ４ ×３ . ３４×１０ ２２个 ≈６ . ７×１０ ３ 个 ≈７×１０ ３ 个 ꎬ ꎬ 去买牛奶的人不一定是同样的人 但每天该地区牛奶的销售 １０.答案 见解析 . －９ 见解析 ꎬ (１) (２)２１×１０ ｍ (３) 量基本上是不变的 有时也会出现小幅度的涨落 或多或少 解析 错误 由于一滴溶液的体积太小 直接测量时相 ꎬ ꎬ ꎬ (１)② ꎬ ꎬ 但牛奶需求量大致不变 对误差太大 应向量筒中滴入ｎ滴溶液 读出体积Ｖ 算出一 ꎮ ꎬ ꎬ ꎬ 滴溶液的体积 ꎮ 本章复习题 错误 液面上不撒痱子粉时 滴入的油酸酒精溶液在酒精 ③ ꎬ ꎬ 挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜 油膜间的缝隙 Ｖ ꎬ １.Ｂ 这一滴水的物质的量为 ｎ １ 分子数为 会造成测量误差增大 甚至使实验失败 ＝Ｖ ＝ ｍｏｌꎬ ꎬ ꎮ ｍｏｌ １８０ 油酸的体积Ｖ . －３ . ％ . －６ Ｎ ｎ Ｎ . ２１个 故选 (２) ＝４８×１０ ×０１０ ｍｌ＝４８×１０ ｍｌ ＝ 􀅰 Ａ＝３３×１０ ꎬ Ｂꎮ Ｖ . －６ ２.ＢＤ 大量气体分子运动时 分子速率呈正态分布 故 错误 因此油酸分子的直径 ｄ ４８×１０ . －７ ꎬ ꎬ Ａ ꎻ ＝ Ｓ ＝ ｃｍ＝２ １×１０ ｃｍ＝ 大量气体分子运动时 分子沿各个方向运动的机会相等 故 ４０ ꎬ ꎬ Ｂ . －９ 正确 气体温度降低时 气体分子的平均速率减小 但也不是 ２１×１０ ｍ ꎻ ꎬ ꎬ 油酸酒精溶液的浓度过大 水槽过小 痱子粉撒得过厚等 每个分子的速率都减小 更不可能每个分子的速率都增大 故 (３) 、 、 ꎬ ꎬ 使得油酸没有完全散开 导致测得的油膜面积偏小 从而造 错误 温度是分子平均动能的量度 气体温度升高时 气体 ꎬ ꎬ Ｃ ꎻ ꎬ ꎬ 成分子直径数量级的测量结果远大于 －１０ 分子运动的平均速率一定增大 故 正确 １０ ｍꎮ ꎬ Ｄ ꎮ １１.答案 分子间有斥力 所以固体很难被压缩 ３.ＡＤ 对液体和固体来说 可认为分子之间紧密排列 阿伏伽 (１) ꎬ ꎻ ꎬ ꎬ 分子间有引力 所以细绳不易被拉断 德罗常量是 摩尔物质含有的微粒数 Ｖ是摩尔体积 Ｖ′是单 (２) ꎬ ꎻ １ ꎬ ꎬ 温度越高 分子热运动越剧烈 所以糖在热水中溶解快 Ｖ (３) ꎬ ꎬ ꎻ 个分子体积 则Ｎ 表示 摩尔该物质的微粒数 故 正 分子在不停地做无规则运动 所以冰冻食品也会变干 ꎬ Ａ＝Ｖ′ꎬ １ ꎬ Ａ (４) ꎬ ꎮ １２.答案 见解析 确 错误 ρ是物质密度 ρＶ是 摩尔该物质的质量 即ρＶ ꎬＢ ꎻ ꎬ １ ꎬ ＝ 解析 直方图又称柱状图 质量分布图 是一种统计报告图 μ 、 ꎬ ꎬ μ 或者Ｖ 则 错误 正确 由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况 ꎬ ＝ ρ ꎬ Ｃ ꎬＤ ꎻ ꎬ 一般用横轴表示数据类型 纵轴表示分布情况 ４.Ｂ 水沸腾时冒出的 白汽 在空气中的无规则运动是由于空 ꎬ ꎻ “ ” 某校高二年级同学的身高统计如下 气的对流等形成的 不能说明分子在做无规则运动 选项 错 : ꎬ ꎬ Ａ 误 少许碳素墨水滴入水中 在显微镜下观察到的碳颗粒在做 身高 米 . . . . . 以上 ꎻ ꎬ ( ) １５０－１６０ １６０－１７０ １７０ 布朗运动 它是分子热运动的反映 可以说明分子在做无规则 ꎬ ꎬ 人数 个 ( ) ２０ １６ ６ 运动 选项 正确 阳光下尘埃的运动是由于空气的对流形成 ꎬ Ｂ ꎻ 按照统计值 在方格纸中找出人数和身高对应的方格 把人 的 不属于分子热运动 选项 错误 沙粒在水中的运动是由 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ Ｃ ꎻ 数和身高的对应值在方格纸中对应画出长方形 分别用阴影 于搅拌引起的水的流动形成的 不能说明分子的热运动 选项 ꎬ ꎬ ꎬ 标出 如图 错误 ꎬ : Ｄ ꎮ ５.Ｃ 甲 乙两分子间的距离大于ｒ 时 分子力表现为引力 随 、 ０ ꎬ ꎬ 着甲 乙分子距离减小 分子力对乙做正功 当两分子间的距 、 ꎬ ꎻ 离小于ｒ 时 分子力表现为斥力 随着甲 乙分子距离减小 分 ０ ꎬ ꎬ 、 ꎬ 子力对乙做负功 即乙分子克服分子力做功 ꎬ ꎮ ６.ＢＤ 布朗运动是固体小微粒的无规则运动 反映了液体分子 ꎬ 的无规则运动 故 错误 正确 温度越低 液体分子无规则 ꎬ Ａ ꎬＢ ꎻ ꎬ 运动越不剧烈 布朗运动越不明显 故 错误 悬浮微粒越小 ꎬ ꎬ Ｃ ꎻ ꎬ 单位时间内液体分子撞击悬浮微粒的次数越少 悬浮微粒的 ꎬ ２ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋教材习题答案 由图可知 高二年级学生身高一般会在 . 至 . 之 从这一阶段开始 人们不再是单纯地采用天然矿石和原料 经 ꎬ １ ５０ ｍ １ ７０ ｍ ꎬ ꎬ 间 个别在 . 以上 . 以下的学生几乎为零 过简单的煅烧或冶炼来制造材料 而且能利用一系列物理与 ꎬ １７０ ｍ ꎬ１５０ ｍ ꎮ ꎬ 化学原理及现象来创造新的材料 并且根据需要 人们可以 ꎮ ꎬ 第二章 固体、液体和气体 在对以往材料组成 结构及性能间关系的研究基础上 进行材 、 ꎬ 料设计 使用的原料本身有可能是天然原料 也有可能是合 ꎮ ꎬ 成原料 而材料合成及制造方法更是多种多样 1 固体和固体材料 ꎮ ꎮ 材料的复合化阶段 自我评价(Ｐ ) (４) ３３ 世纪 年代金属陶瓷的出现标志着复合材料时代的到来 １.Ｄ 某物质表现出各向异性是由于组成该物质的微粒在空间 ２０ ５０ ꎮ 随后又出现了玻璃钢 铝塑薄膜 梯度功能材料以及最近出现 中排列的规则性 与分子数目无关 错误 正确 、 、 ꎬ ꎬＡ、Ｂ、Ｃ ꎬＤ ꎮ 的抗菌材料的热潮 都是复合材料的典型实例 它们都是为 ２.答案 人们熟悉的物态有固态 液态和气态 液晶态较为生 ꎬ ꎮ 、 ꎬ 了适应高新技术的发展以及人类文明程度的提高而产生的 疏 只有少数化学物质在特定状态下才具有液晶态 并不是所 ꎮ ꎬ ꎬ 到这时 人类已经可以利用新的物理 化学方法 根据实际需 有物质都具有液晶态 如水结成冰或是冰化成水 中间并没 ꎬ 、 ꎬ ꎮ ꎬ 要设计独特性能的材料 有液晶态 ꎮ ꎮ 现代复合材料最根本的思想不只是要使两种材料的性能变成 ３.答案 有些小计算器功率非常小 工作时电流也非常小 故电 ꎬ ꎬ 加 等于 而是要想办法使他们变成 乘以 等于 乃至 池能使用很多年而不用换 常使用纽扣电池作为电源 纽扣 ３ ３ ６ꎬ ３ ３ ９ꎬ ꎮ ꎬ 更大 电池具有使用寿命长 容量大等特点 该种电池由氧化银作为 ꎮ 、 ꎬ 严格来说 复合材料并不只限于两类材料的复合 只要是由 正极 金属锌粉作为负极 电解液为氢氧化钾或氢氧化钠 通 ꎬ ꎮ ꎬ ꎬ ꎮ 两种不同的相组成的材料都可以称为复合材料 过锌与氧化银的化学作用产生电能 ꎮ ꎮ 材料的智能化阶段 ４.ＢＤ 纳米材料的运用 对人们既有利的一面 也有有害的一 (５) ꎬ ꎬ 自然界中的材料都具有自适应 自诊断和自修复功能 如所 面 故 错误 半导体材料是具有优异特性的微电子材料 故 、 ꎮ ꎬ Ａ ꎻ ꎬ 有的动物或植物都能在没有受到绝对破坏的情况下进行自诊 正确 制作晶体管和集成电路的主要材料是硅和砷化镓 故 Ｂ ꎻ ꎬ 断和修复 人工材料目前还不能做到这一点 但是近三四十 错误 低损耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料 故 ꎮ ꎮ Ｃ ꎻ ꎬ Ｄ 年研制出的一些材料已经具备了其中的部分功能 这就是目 正确 ꎮ ꎮ 前最吸引人们注意的智能材料 如形状记忆合金 光致变色玻 ５.答案 见解析 ꎬ 、 璃等等 尽管近 余年来 智能材料的研究取得了重大进 解析 在人类文明的进程中 材料大致经历了以下五个发展 ꎮ １０ ꎬ ꎬ 展 但是离理想智能材料的目标还相距甚远 而且严格来讲 阶段 ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 目前研制成功的智能材料还只是一种智能结构 使用纯天然材料的初级阶段 ꎮ (１) 在远古时代 人类只能使用天然材料 如兽皮 甲骨 羽毛 树 2 液体 ꎬ ( 、 、 、 木 草叶 石块 泥土等 相当于人们通常所说的旧石器时代 、 、 、 )ꎬ ꎮ 自我评价(Ｐ ) 这一阶段 人类所能利用的材料都是纯天然的 在这一阶段的 ３８ ꎬ ꎬ １.答案 在液体表面层中 液体分子间距大于平衡距离 液体分 后期 虽然人类文明的程度有了很大进步 在制造器物方面有 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ 子之间的作用力总体上表现为引力 分子力使液体表面紧绷 了种种技巧 但是都只是对纯天然材料的简单加工 ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 宏观上表现为液体的表面张力 表面张力给水黾向上的弹力 人类单纯利用火制造材料的阶段 ꎬ ꎬ (２) 因此水黾可以在水面上自由活动而不会掉进水里 这一阶段横跨人们通常所说的新石器时代 铜器时代和铁器 ꎮ 、 ２.ＢＣＤ 小木块能够浮在水面上是浮力与重力平衡的结果 与 时代 也就是距今约 年前到 世纪初的一个漫长的时 ꎬ ꎬ １００００ ２０ 液体的表面张力无关 故 错误 有时缝衣针能浮在水面上不 期 并且延续至今 它们分别以人类的三大人造材料为象征 ꎬ Ａ ꎻ ꎬ ꎬ ꎬ 下沉是液体的表面张力的作用 故 正确 喷泉喷射到空中形 即陶 铜和铁 这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进 ꎬ Ｂ ꎻ 、 ꎮ 成一个个球形的小水珠 是液体的表面张力的作用 故 正 行煅烧 冶炼和加工的时代 例如人类用天然的矿石烧制陶 ꎬ ꎬ Ｃ 、 ꎮ 确 用布料做成的雨伞 雨水也不会穿过伞面滴下来 是由于 器 砖瓦和陶瓷 后又制作出玻璃 水泥 以及从各种天然矿石 ꎻ ꎬ ꎬ 、 ꎬ 、 ꎬ 液体的表面张力的作用在布料的缝隙间形成一层水膜 从而 中提炼铜 铁等金属材料 等等 ꎬ 、 ꎬ ꎮ 雨水不会从缝隙中滴下来 故 正确 利用物理与化学原理合成材料的阶段 ꎬ Ｄ ꎮ (３) ３.答案 在液体表面层中 由于液体分子间距离大于液体内部 世纪初 随着物理学和化学等科学的发展以及各种检测技 ꎬ ２０ ꎬ 分子间距离且大于平衡距离 所以液体表面层中分子之间的 术的出现 人类一方面从化学角度出发 开始研究材料的化学 ꎬ ꎬ ꎬ 相互作用表现为引力 即为表面张力 表面张力使得液体表面 组成 化学键 结构及合成方法 另一方面从物理学角度出发 ꎬ ꎬ 、 、 ꎬ 具有收缩趋势 开始研究材料的物性 就是以凝聚态物理 晶体物理和固体物 ꎮ ꎬ 、 ４.答案 熔化的蜡或油脂浸润吸附性好的纸 放在衣料上 下面 理等作为基础来说明材料组成 结构及性能间的关系 并研究 ꎬ 、 、 ꎬ 的纸内有许多细小的孔道起毛细管的作用 当蜡或油脂受热 材料制备和使用材料的有关工艺性问题 由于物理和化学等 ꎬ ꎮ 熔化成液体后 由于毛细现象 它们就会吸附在纸上 科学理论在材料技术中的应用 从而出现了材料科学 在此 ꎬ ꎬ ꎮ ꎬ ꎮ 基础上 人类开始了人工合成材料的新阶段 这一阶段以合 ꎬ ꎮ 3 温度和温标 成高分子材料的出现为开端 一直延续到现在 而且仍将继续 ꎬ ꎬ 下去 人工合成塑料 合成纤维及合成橡胶等合成高分子材 自我评价(Ｐ ) ꎮ 、 ４１ 料的出现 加上已有的金属材料和陶瓷材料 无机非金属材 １.答案 力学平衡态 是指系统的这样一种状态 即在没有外界 ꎬ ( ꎬ ꎬ 料 构成了现代材料的三大支柱 除合成高分子材料以外 人 指与系统有关的周围环境 影响的条件下 系统各部分的宏 ) ꎮ ꎬ ( ) ꎬ 类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料 超导材 观性质长时间内不发生变化的状态 所以力学平衡态只是一 ꎮ ꎬ 料 半导体材料 光纤等材料都是这一阶段的杰出代表 个理想化的概念 热力学平衡态是同一物体内或在可相互进 、 、 ꎮ ꎮ ３ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋行热交换的几个物体间 既不发生热的迁移 也不发生物质的 ２.答案 一开始暖瓶塞受力平衡如图 ꎬ ꎬ : 交换且具有相同温度的状态 ꎮ 力学平衡态是对一个系统来说的 而热力学平衡态是对两个 ꎬ 系统的关系的描述 他是指两个系统具有相同的温度 ꎬ ꎮ ２.答案 太阳整体不处于热平衡状态 解析 太阳内部温度不是均匀分布的 不满足热学平衡态 所 ꎬ ꎬ 以太阳整体不处于热平衡态 ꎮ ３.答案 . (１)１０７ ℃ (２)９６ ｃｍ 经过一晚的时间 瓶内的温度会降低 即气体的温度降低 暖 解析 设水银柱的长Ｌ与温度Ｔ成线性关系 Ｌ ａｔ ｂ ꎬ ꎬ ꎬ (１) : ＝ ＋ ｐ ｐ 当ｔ 时 Ｌ 所以Ｌ ａ ｂ 得ｂ 水瓶内气体的体积不变 根据查理定律得 １ ２ ＝０ ℃ ꎬ ＝４ ｃｍꎬ ＝ ×０＋ ꎬ ＝４ ꎬ Ｔ ＝Ｔ ꎬ 当ｔ 时 Ｌ 所以Ｌ ａ ｂ ａ １ ２ ＝１００ ℃ ꎬ ＝２４ ｃｍꎬ ＝１００ ＋ ＝１００ ＋４＝２４ 由于Ｔ Ｔ 所以ｐ ｐ 即暖瓶内的压强由原来的ｐ 减小为 得ａ . １> ２ꎬ １> ２ꎬ １ ＝０２ 现在的ｐ 大气压强大于内部气体压强 向外的压力减小 所 因此得到柱长与温度的关系Ｌ . ｔ ２ꎬ ꎬ ꎬ ＝０２ ＋４ 以拔出瓶塞更费力 所以当Ｌ . 时 将其代入公式可得 . ｔ . ꎮ ＝２５４ ｃｍ ꎬ ０２ ＋４＝２５４ ３.答案 宏观上 理想气体是满足理想气体状态方程的气体 实 解得ｔ ꎬ ꎬ ＝１０７ ℃ 际气体在温度不太低 压强不太大的时候近似为理想气体 微 故该溶液沸点为 ꎬ ꎻ １０７ ℃ 观上 理想气体中的气体分子之间的距离很大 气体分子间除 由 中可得公式Ｌ . ｔ ꎬ ꎬ (２) (１) ＝０２ ＋４ 碰撞外无相互作用 当ｔ 时 代入公式可得Ｌ . . ꎮ ＝２８ ℃ ꎬ ＝０２×２８＋４＝９６ ｃｍ ４.答案 从微观角度看 当温度保持不变时 气体分子的平均动 ꎬ ꎬ 能不变 体积减小时 气体分子的密集程度增大 单位时间内 4 实验: 探究气体等温变化的规律 ꎬ ꎬ ꎬ 撞击单位面积器壁的分子数增多 使压强增大 当体积保持不 ꎬ ꎻ 自我评价(Ｐ ) 变时 气体分子的密集程度不变 温度升高 气体分子的平均 ４５ ꎬ ꎬ ꎬ １.答案 气泡变大 理由见解析 动能增大 气体分子每次对器壁撞击的作用力增大 单位时间 ꎬ ꎬ ꎬ 解析 设水的深度为ｈ 大气压强为ｐ 则气泡中气体的压强 内撞击器壁单位面积的分子数也增多 因此压强增大 ꎬ ０ꎬ ꎬ ꎮ ｐ ｐ ρｇｈ ５.答案 不存在漏气 ＝ ０＋ 随着气泡的上升 ꎬ 气泡中气体压强ｐ变小 ꎻ 气泡上升过程温度 解析 根据题意 ｐ １ １ . ５×１０ ７ Ｐａ ｐ ２ １ . ３５×１０ ７ Ｐａ ｐＶ Ｔ ＝ ꎬＴ ＝ 不变 根据理想气体状态方程 Ｃ 可知气泡内气体体积 Ｖ １ ３００ Ｋ ２ ２７０ Ｋ ꎬ Ｔ ＝ ｐ ｐ 发现 １ ２ 满足等容变化规律 说明在运输过程中氧气瓶没 一定增大 故气泡变大 Ｔ ＝Ｔ ꎬ ꎬ ꎮ １ ２ ２.答案 用手压气球 气球体积减小 气体温度不变 由玻意耳 有漏气 ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 定律可知 气体压强增大 当压强增大到一定值时 气体对气 ６.答案 . ５ ꎬ ꎬ ꎬ １２５×１０ Ｐａ 球的压力把气球撑破了 气球发生爆炸 解析 每打一次气是把一个大气压强 ３ 的空气打进车 ꎬ ꎮ 、１２５ ｃｍ ３.Ｃ 由图示可知 当橡皮膜被向上拉伸时 气室内的气体体积 胎中 打了 次 则打入气体的总体积Ｖ . . ꎬ ꎬ ꎬ ２０ ꎬ １＝０１２５×２０ Ｌ＝２５ Ｌ 变大 气体温度不变 由玻意耳定律可知 气体压强变小 低于 大气压为ｐ . ５ 压入车胎后 气体体积减小为Ｖ ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ １＝１０×１０ Ｐａꎬ ꎬ ２＝ 大气压 即ｐ ｐ 阀门 开通 闭合 故 错误 由图示 根据玻意耳定律得ｐ Ｖ ｐ Ｖ ꎬ < ０ꎬ Ｋ１ ꎬＫ２ ꎬ Ａ、Ｂ ꎻ ２ Ｌꎬ １ １＝ ２ ２ 可知 当橡皮膜被向下压缩时 气室内气体体积变小 气体温 解得ｐ . ５ ꎬ ꎬ ꎬ ２＝１２５×１０ Ｐａ 度不变 由玻意耳定律可知 气体压强变大 高于大气压 即ｐ ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ > ｐ 阀门 关闭 开通 故 正确 错误 本章复习题 ０ꎬ Ｋ１ ꎬＫ２ ꎬ Ｃ ꎬＤ ꎮ ４.答案 见解析 １.答案 从宏观上看 晶体都有自己独特的 呈对称性的形状 解析 试管在水中处于静止状态 说明试管所受到的浮力等 : 、 ꎮ ꎬ 晶体在不同的方向上有不同的物理性质 晶体内部原子有规 于试管的重力 如果将它稍向上提起一些 水的深度减小 试 ꎮ ꎬ ꎬ ꎬ 则的排列 引起了晶体各向不同的物理性质 例如原子的规 ꎬ ꎮ ｐＶ 管内气体的压强变小 由于气体的温度不变 由 定值可 则排列可以使晶体内部出现若干个晶面 立方体的食盐就有 ꎬ ꎬ Ｔ ＝ ꎬ 三组与其边面平行的平面 如果外力沿平行晶面的方向作 知 气体的体积增大 它排开水的体积增大 试管所受到的浮 ꎮ ꎬ ꎬ ꎬ 用 则晶体就很容易滑动 变形 这种变形还不易恢复 称为 力增大 此时浮力大于试管的重力 试管将会向上运动 反之 ꎬ ( )ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ꎻ 晶体的范性 从这里可以看出沿晶面的方向 其弹性限度小 若将试管稍向下压 试管将向下运动 ꎮ ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 只要稍加力 就超出了其弹性限度 使其不能复原 而沿其他 ꎬ ꎬ ꎻ 方向则弹性限度很大 能承受较大的压力 拉力而仍满足胡克 5 气体的等容变化和等压变化 ꎬ 、 定律 当晶体吸收热量时 由于不同方向原子排列疏密不同 ꎮ ꎬ ꎬ 自我评价(Ｐ ) 间距不同 吸收的热量多少也不同 于是表现为有不同的传热 ５０ ꎬ ꎬ １.答案 气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定 气体 系数和膨胀系数 当晶体从外界吸收热量时 其内部分子 原 : ꎮ ꎬ 、 分子的数密度 即单位体积内气体分子的数目 大 在单位时 子的平均动能增大 温度也开始升高 但并不破坏其空间点 ( ) ꎬ ꎬ ꎬ 间内 与单位面积器壁碰撞的分子数就多 气体的温度高 气 阵 仍保持有规则排列 继续吸热达到一定的温度即熔点时 ꎬ ꎻ ꎬ ꎬ ꎮ ꎬ 体分子的平均动能变大 每个气体分子与器壁的碰撞 可视为 其分子 原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列 空间 ꎬ ( 、 ꎬ 弹性碰撞 给器壁的冲力就大 从另一方面讲 气体分子的平 点阵也开始解体 于是晶体开始变成液体 ) ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 均速率大 在单位时间里撞击器壁的次数就多 累计冲力 在晶体从固体向液体的转化过程中 吸收的热量用来一部分 ꎬ ꎬ ꎬ 就大 一部分地破坏晶体的空间点阵 所以固液混合物的温度并不 ꎮ ꎬ ４ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋教材习题答案 升高 当晶体完全熔化后 随着从外界吸收热量 温度又开始 ｐ Ｖ Ｓ ꎮ ꎬ ꎬ １０.答案 ０ ０ 升高 Ｖ ꎮ ２.ＡＣＤ 半导体的导电性介于导体和绝缘体之间 灯的核 解析 当一个气泡内的体积压缩到Ｖ时 内部气体的压强为 ꎬＬＥＤ ꎬ 心元件发光二极管是由半导体材料制成的 故 正确 从导电 ｐ 气体做等温变化 根据玻意耳定律得 ｐ Ｖ ｐＶ 解得 ｐ ꎬ Ａ ꎻ ꎬ ꎬ ０ ０＝ ꎬ ＝ 性能看 半导体的电阻率大于金属导体的电阻率 选项 错 ｐ Ｖ ꎬ ꎬ Ｂ ０ ０ 每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力为 Ｆ ｐＳ 误 在液晶中掺入少量多色性染料 液晶中电场强度不同时 Ｖ ꎬ ＝ ꎻ ꎬ ꎬ 它对不同色光的吸收强度不一样 所以能显示出各种颜色 故 ｐ Ｖ Ｓ ꎬ ꎻ ０ ０ 正确 在力学性能方面 纳米材料具有高强 高硬和良好的 ＝ Ｖ Ｃ ꎻ ꎬ 、 可塑性 故 正确 ꎬ Ｄ ꎮ ３.答案 把锋利的玻璃块尖端放在火焰上烧熔 熔化的玻璃的 第三章 热力学定律 ꎬ 表面层在液体表面张力作用下收缩到最小表面积 而在体积 ꎬ 相同的情况下球的表面积最小 因而它的尖端变圆也就变 1 热力学第一定律 ꎬ 钝了 ꎮ 自我评价(Ｐ ) ４.Ｃ 与气体接触的液体表面分子间距离大于液体内部分子间 ５７ １.答案 热力学第一定律的内容为 物体内能的增量 Ｕ 等于 距离 液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力 : (Δ ) ꎬ ꎬ 外界对物体做的功 Ｗ 和物体吸收的热量 Ｑ 的总和 但由于分子间的距离大于分子的平衡距离ｒ 分子引力大于 ( ) ( ) ꎮ ０ꎬ 其物理意义为 外界对物体做功 Ｗ取正值 物体对外界做功 分子斥力 分子力表现为分子引力 即存在表面张力 : ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ Ｗ取负值 物体吸收热量 Ｑ 取正值 物体放出热量 Ｑ 取负 ５.答案 均不正确 气体压强是由于大量分子都在不停地做无 ꎻ ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 值 物体内能增加 Ｕ取正值 物体内能减少 Ｕ取负值 规则运动 与器壁频繁碰撞 使器壁受到一个平均持续的冲 ꎬ ꎬΔ ꎻ ꎬΔ ꎮ ꎬ ꎬ ２.答案 汽缸中气体的内能增加 增加了 力 致使气体对器壁产生一定的压强 分子的无规则运动与 ꎬ ９００ Ｊꎮ ꎬ ꎮ 解析 用活塞压缩气缸里的气体 外界对气体做功Ｗ 是否处于失重状态无关 即气体压强与是否处于失重状态无 ꎬ ＝１２００Ｊ ꎬ 气缸向外放出热量Ｑ 关 所以两位同学观点均错误 ＝－３００ Ｊ ꎬ ꎮ 根据热力学第一定律得 Ｕ Ｗ Ｑ 由此可知汽缸中气 ６.答案 ％ 变小 Δ ＝ ＋ ＝９００ Ｊꎬ ２０ ꎬ 体的内能增加 且增加了 解析 开关打开后 气体做等温变化 根据玻意耳定律有 ꎬ ９００ Ｊꎮ ꎬ ꎬ ３.答案 气体对外界做了功 . ５ ｐ Ｖ ｐ Ｖ ꎻ２７×１０ Ｊ １ １＝ ２ ２ 解析 根据热力学第一定律公式 Ｕ Ｑ Ｗ可得Ｗ Ｕ Ｑ ｐ Ｖ Δ ＝ ＋ ＝Δ － ＝ 当压强为 个标准大气压时 气体的体积Ｖ １ １ ５×５ . ５ . ５ . ５ 所以气体对外界做了功 做 １ ꎬ ２＝ ｐ ＝ Ｌ＝ (３５×１０ －６２×１０ )Ｊ＝－２７×１０ Ｊꎬ ꎬ ２ １ 了 . ５ ２７×１０ Ｊ ２５ Ｌ 容器开关打开以后 气体的体积膨胀到 膨胀后容器中剩 ꎬ ２５ Ｌꎬ 2 能量守恒定律 Ｖ 余的气体仍有 则η １ ％ ％ 自我评价(Ｐ ) ５ Ｌꎬ ＝Ｖ ×１００ ＝２０ ６２ ２ １.答案 在水平道路上行驶的汽车 发动机熄火后慢慢停下 即容器里剩下的气体是原来的 ％ 气体的质量变小 体积 (１) ꎬ ２０ ꎮ ꎬ 来的过程中 汽车受到阻力的作用 阻力做负功 汽车的机械 不变 则气体的密度变小 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 能转化为内能 ꎮ ７.答案 升高 ４ 倍 条形磁铁下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生感应电 (２) ꎬ ３ 流 机械能转化为电能 ｐ ꎬ ꎮ 解析 在保持体积不变的情况下 根据 Ｃ 温度升高 则气 火药爆炸产生燃气 化学能转化为内能 子弹在燃气的推 ꎬ Ｔ ＝ ꎬ ꎬ (３) ꎬ ꎻ 动下从枪膛发射出去 燃气推力做功 内能转化为机械能 子 体压强增大 因为 温度升高到 ꎬ ꎬ ꎻ ꎮ １２７ ℃＝４００ Ｋꎬ２７ ℃＝３００ Ｋꎬ 弹射穿一块钢板后 速度减小 阻力做负功 机械能转化为 ꎬ ꎬ ꎬ ４ 倍 则压强变为原来的 ４ 倍 内能 ꎬ ꎮ ꎮ ３ ３ ８.答案 不相同 冬天打入的空气多一些 ２.答案 这不是永动机 ꎮ 手表戴在手腕上 ꎬ 通过手臂的运动 ꎬ 机 ꎬ 械手表获得能量 供手表指针走动 若将此手表长时间放置 解析 由于热胀冷缩 夏天的时候空气膨胀 轮胎内的空气会 ꎬ ꎮ ꎬ ꎬ 不动 它就会停下来 膨胀 体积增大 胎内的压强增大 冬天的时候空气收缩 轮 ꎬ ꎮ ꎬ ꎬ ꎮ ꎬ ３.答案 小明在拉橡皮筋时 对橡皮筋做的功 克服了橡皮筋内 胎内的空气会收缩 体积减小 胎内的压强减小 所以如果要 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ 部的摩擦 摩擦生热使得温度升高 达到相同的压强 夏天打入胎内的空气质量较少 冬天打入胎 ꎬ ꎮ ꎬ ꎬ 内的空气质量较多 ꎮ 3 热力学第二定律 ９.答案 不变 改变减小 改变减小 (１) (２) (３) 解析 对于一定质量的理想气体 分子势能不计 温度是 自我评价(Ｐ ) (１) ꎬ ꎬ ６６ 内能的量度 温度不变 则内能不变 １.答案 这种说法不正确 根据热力学第二定律 不可能从单 ꎬ ꎬ ꎮ ꎮ : 在体积不变的情况下压强减小 根据理想气体状态方程 一热源吸收热量 使之完全变成功 而不产生其它影响 热力 (２) ꎬ ꎬ ꎬ ꎮ ｐＶ 学第二定律表明 机械能可以全部转化为内能 而内能也可以 Ｃ 则温度减小 则内能减小 ꎬ ꎬ Ｔ ＝ ꎬ ꎬ ꎮ 全部转化为机械能 但必须受到外界的影响或者引起外界的 ꎬ 在压强不变的情况下体积减小 根据理想气体状态方程 变化 所以物体减少的内能不能全部转化为机械能这句话是 (３) ꎬ ꎮ ｐＶ 错误的 Ｃ 则温度减小 则内能减小 ꎮ Ｔ ＝ ꎬ ꎬ ꎮ ２.答案 能量守恒 该过程不可以反向发生 ꎮ ５ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋解析 课桌上的课本掉落到地面的过程中 课本的重力势能 需要外界的帮助 不是自发的 因此并不违反热力学第二 ꎬ ꎬ ꎬ 一部分克服空气阻力做功转化为内能 另一部分转化为动能 定律 ꎬ ꎬ ꎮ 课本与地面碰撞后 课本的动能全部转化为内能 因此 课桌 ９.ＡＢＣ 由于城市上空的气温比周围环境要高 因此可以根据 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ 上的课本掉落到地面的过程中 能量守恒 根据热力学第二 热岛效应 进行发电 故 正确 根据热力学第二定律知道 ꎬ ꎮ “ ” ꎬ Ａ ꎻ ꎬ 定律可知 课本不可能吸收掉落过程中产生的内能后 使之完 在不产生其它影响时 可以设计一种装置使得行人走路时的 ꎬ ꎬ ꎬ 全用来克服重力做功 将内能转化为重力势能而不产生其他 一部分能量转化为电能 故 正确 太阳能是目前非常有效的 ꎬ ꎬ Ｂ ꎻ 影响 所以这个过程不可以反向发生 清洁能源 通过太阳电池将太阳能直接转化为电能再加以利 ꎬ ꎮ ꎬ ３.答案 这个设想不可能实现 该设想违反了热力学第二定 用 故 正确 有害气体和其他各类气体是自发的混合在一起 ꎮ ꎬ Ｃ ꎻ 律 内能与机械能之间的转化具有方向性 内能在全部转化为 的 而无法自发的分离 如果要进行分离则必须借助外力 故 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ 机械能的过程中要引起其它的变化 即自然界中进行的涉及 错误 ꎬ Ｄ ꎮ 热现象的宏观过程都具有方向性 １０.答案 . 增加石油能源的消耗 提升交通压力 ꎮ ９１６７ ｋＷ􀅰ｈ ꎬ ꎬ ４.答案 小明的说法不正确 忽略了空气也能吸收热量 该装 大气污染加剧 ꎬ ꎮ 置从热水中吸收的热量只有一部分用来做功 另一部分热量 解析 相等于消耗的电能为 . ８ . ６ ꎬ ３ ３×１０ ÷(３ ６×１０ ) ｋＷ􀅰ｈ＝ 排放给低温热库 即装置周围空气 所以第二类永动机是不可 . ꎬ ꎬ ９１６７ ｋＷ􀅰ｈ 能制成的 小汽车的拥有量迅速上升 对石油能源的消耗急剧上升 同 ꎮ ꎬ ꎬ 时也会增加交通压力 汽油的大量消耗也会产生大量的污 ꎬ 本章复习题 染 使大气污染加剧 ꎬ ꎮ １.答案 做功可以改变物体的内能例子 手掌相互摩擦会发烫 : ꎬ 钻木取火 热传递可以改变系统的内能例子 杯子中热水的 第四章 原子结构 ꎮ : 温度逐渐降低 油在铁锅中被加热 ꎬ ꎮ 根据热力学第一定律得 Ｕ Ｗ Ｑ 式中Ｗ为外界对系统所做 1 电子的发现 Δ ＝ ＋ ꎬ 的功 Ｑ为系统从外界吸收的热量 从该式可以看出 当外界 ꎬ ꎬ ꎬ 自我评价(Ｐ ) 对物体做的功和系统从外界吸收的热量相等时 两者具有等 ７５ ꎬ １.答案 阴极射线是电子流 电子带负电 因此可通过电场或磁 效性 ꎬ ꎬ ꎮ 场偏转来确定阴极射线是不是带电粒子 而电磁辐射在电场 ２.答案 不能使室内的温度降低 冰箱工作 消耗电能 转化为 ꎮ ꎮ ꎬ ꎬ 或磁场中是不能偏转的 内能 且房间与外界没有能量交换 所以房内温度不会降低 ꎮ ꎬ ꎬ ꎮ ２.答案 上 ３.答案 内能增大 ꎬ 增大了 ２×１０ ５ Ｊ 解析 通有强电流的长直导线 由右手安培定则可判断 其在 解析 与外界没有热量交换 则Ｑ ꎬ ꎬ ꎬ ＝０ 导线下方产生的磁场方向垂直纸面向外 电子在阴极射线管 所以内能的变化量为 Ｕ Ｗ Ｑ ꎬ Δ ＝ ＋ 中向右运动 由左手定则可判断洛伦兹力方向向上 所以阴极 解得 Δ Ｕ ＝２×１０ ５ Ｊꎬ 所以气体的内能增加 ２×１０ ５ Ｊꎮ 射线向上偏 ꎬ 转 ꎬ ４.答案 放热 ꎬ０ . ４×１０ ３ Ｊ ３.答案 . ꎮ ７ 解析 气体被压缩 则Ｗ . ３ 气体内能增加 则 Ｕ ３２５×１０ ｍ/ｓ ꎬ ＝１ ０×１０ Ｊꎬ ꎬ Δ ＝ . ３ 由热力学第一定律得 Ｑ Ｕ Ｗ . ３ . 解析 对电子 ꎬ 由动能定理得ｅＵ ＝ １ ｍｖ２ －０ ０６×１０ Ｊꎬ ＝Δ － ＝０ ６×１０ －１ ０× ２ ３ . ３ 负号表示放热 所以此过程气体放出的热量 １０ ＝－０４×１０ Ｊꎬ ꎬ ｅＵ . －１９ ３ 为 ０ . ４×１０ ３ Ｊꎮ 解得ｖ ＝ ２ ｍ ＝ ２×１６× . １０ － × ３１ ３×１０ ｍ/ｓ≈３ . ２５×１０ ７ ｍ/ｓ ５.Ｄ 理想气体的内能仅用温度来衡量 由热力学第一定律 ９１×１０ ꎬ ４.答案 电子的发现打破了原子不可分的经典的物质观 向人 Δ Ｕ ＝ Ｗ ＋Δ Ｑ可知 ꎬΔ Ｕ ＝１ . ５×１０ ４ Ｊꎬ 即气体内能增加 ꎬ 故温度升 们宣告 原子不是构成物质的最小单元 它具有内部结构 ꎬ 是可 高 因气体对外做功 体积膨胀 故气体密度减小 故 ꎬ ꎬ ꎮ ꎬ ꎬ ꎮ Ｄ 分的 电子的发现是与微观物质组成有最直接的关系 它是 正确 ꎮ ꎬ ꎮ 组成原子的一部分 它的质量比氢原子要小 个数量级 ６.Ｃ 液体汽化时吸收的热量一部分用来克服分子引力做功 增 ꎬ ３ ꎮ ꎬ 电子的发现开辟了原子物理学的崭新研究领域 在这以后 加内能 一部分用来对外界做功 即 等于水蒸气的内 ꎮ ꎬ ꎬ ꎬ ２ ２６４ Ｊ 电子的性质 在原子中电子的运动规律 电子通过晶体的衍射 能减去水的内能加上水变成气体体积膨胀对外做的功 所以 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ 等都是物理学家感兴趣的研究内容 在这些领域的不少研究 水蒸气的内能与水的内能之差小于 ꎮ ２２６４ Ｊꎮ 成果都获得了诺贝尔物理学奖 ７.答案 根据热力学第二定律热量可以自发地从高温物体 ꎮ (１) 电子的问世开辟了电子技术的新时代 从 世纪 年代开 传递到低温物体 但不可以自发地从低温物体传递到高温 ꎮ ２０ ２０ ꎬ 始 从电子管生产到半导体管的诞生及半导体技术的发展 再 物体 ꎬ ꎬ ꎮ 到集成电路的发明 使人类进入微电子科技时代 作为现代 把不同温度的两种液体在绝热容器里可以自发地进行混 ꎬ ꎮ (２) 技术革命的重要标志的微电子技术不仅使人类的通讯技术进 合 但不可以自发地又分开 因为其该宏观现象具有方向性 ꎬ ꎬ ꎮ 入高速 准确和可靠的领域 同时 也大大促进了电子计算机 两种不同的气体通过可以自发地扩散成为一种均匀的混 ꎬ ꎬ ꎬ (３) 技术的发展 微电子技术和电子计算机技术正是现代现代信 ꎬ 合气体 但不可以自发地从一种均匀的混合气体分离成两种 ꎬ 息技术的两个重要基础 使今天人类社会又步入了一个新的 ꎬ 气体 因为其该宏观现象具有方向性 ꎬ ꎮ 发展时期即信息社会 ꎮ 在一绝热的容器里盛有某种液体 不停地晃动液体 使液 (４) ꎬ ꎬ 体的温度升高 但是不可以自发地逆向进行 因为其该宏观现 ꎬ ꎬ 象具有方向性 ꎮ ８.答案 在制冷机的运转中 热量是从冷区流向热区 这种流动 ꎬ ꎬ ６ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋教材习题答案 向外辐射的光子能量是不连续的 故选 ꎮ Ｃꎮ 2 原子的核式结构模型 4 玻尔的原子模型 能级 自我评价(Ｐ ) ８０ １.Ｂ 粒子和电子接近时 它们之间有库仑引力的作用 但由 自我评价(Ｐ ) α ꎬ ꎬ ９０ 于电子的质量只有 粒子质量的七千三百分之一 粒子与 １.答案 根据玻尔的氢原子理论 氢原子发光是因为氢原子从 α ꎬα ꎬ 电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样 粒子的运动 高能级Ｅ 向低能级Ｅ 跃迁时释放出光子 其发光的频率根据 ꎬα ｍ ｎ ꎬ 方向几乎不改变 原子核与 粒子间的库仑斥力较大 且原子 Ｅ Ｅ ꎬ α ꎬ ｈν Ｅ Ｅ 解得ν ｍ－ ｎ 因为能级不连续 所以发光频率也 核质量较大 是导致极少数 粒子发生大角度偏转的原因 ＝ ｍ－ ｎ ＝ ｈ ꎬ ꎬ ꎬ α ꎮ 故选 不连续 故原子的发射光谱都是一些分立的亮线 Ｂꎮ ꎬ ꎮ ２.ＡＢＤ 粒子散射实验的内容是 绝大多数 粒子几乎不发 α : α ２.答案 Ｅ １ Ｅ 生偏转 少数 粒子发生了较大的角度偏转 极少数 粒子发 ｎ＝ｎ １ ꎻ α ꎬ α ２ 生了大角度偏转 偏转角度超过 ° 有的甚至几乎达到 ° 被反弹回来 ( 故 正确 造成 ９０ 粒 ꎬ 子散射角度大的原因 解析 在玻尔原子模型中氢原子的能级Ｅ ｎ＝ｎ １ Ｅ １ꎮ １８０ ꎬ )ꎬ Ａ ꎻ α ２ 是受到原子核的斥力 从绝大多数 粒子几乎不发生偏转 可 ３.ＡＤ 玻尔的原子模型是在卢瑟福的核式结构学说前提下引 ꎬ α ꎬ 入能量量子化 轨道量子化和跃迁假说而提出来的 故 正 以推测原子核体积极小 故 正确 实验表明原子中心的核带 、 ꎬ Ａ ꎬ Ｂ ꎻ 确 错误 玻尔的原子模型引入了经典的电磁理论 故 错 有原子的全部正电 和绝大部分质量 故 错误 正确 ꎬＢ ꎻ ꎬ Ｃ ꎬ ꎬ Ｃ ꎬＤ ꎮ ３.答案 Ｂ Ｃ不可能存在 理由见解析 误 ꎻ 玻尔理论还没有完全揭示微观粒子运动的规律 ꎬ 它是一种 、 ꎬ 解析 在 粒子的散射现象中绝大多数的 粒子几乎不发生 半经典的量子论 故 正确 ꎬ Ｄ ꎮ α α 偏转 但有少数 粒子发生角度很大的偏转 个别的 粒子偏 ４.答案 ９ ｈｃ ꎬ α ꎬ α －Ｅ 转角大于 ° 极少数的 粒子被 弹 回来 原因是在 粒子 ９０ ꎬ α “ ” ꎬ α 解析 第一 １ 激发态即ｎ 的能级 所以能使氢原子从第二激 的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力 故越靠近原 ＝２ ꎬ 子 Ａ 、 核 Ｄ可 的 能 粒 存 子 在 受 ꎬ 到 Ｂ 的 、 Ｃ 斥 不 力 可 越 能 大 存 ꎬ 在 轨 ꎮ 迹的偏转角越大 ꎬ ꎬ 故运动轨迹 所 发 以 态电 能 离 使 的 氢 光 原 子 子 的 从 最小 第 能 一 量 激 值 发 为 态 λ ｈｃ ０ 电 ＝０ 离 － Ｅ 的 ２＝ 光 － 子 Ｅ ４ １ 的最大波长 ４.答案 粒子穿越金原子的过程中 由于带同种电荷 且距金 α ꎬ ꎬ ｈｃ 原子核先靠近后远离 因此所受的库仑力为斥力 库仑力先增 λ ４ ꎬ ꎬ ０＝－Ｅ 大后减小 先做负功后做正功 故 粒子的动能先减小后增 １ ꎬ ꎬ α ５.答案 种 种 不可以 原因见解析 大 粒子发生散射时 它和金原子核组成的系统的动能和 (１)１ ２ (２) ꎬ ꎮ α ꎬ 解析 原子Ａ辐射出光子Ｅ Ｅ 共一种 原子Ｂ辐射出 势能之和守恒 故系统的总能量不变 由于 粒子的动能先减 (１) ２→ １ꎬ ꎻ ꎬ ꎬ α 光子Ｅ Ｅ Ｅ Ｅ 共两种 小后增大 因此系统的势能先增大后减小 ３→ ２、 ２→ １ꎬ ꎮ ꎬ ꎮ 原子吸收的光子能量应为从低能级到高能级的能量差 原 (２) ꎬ 子Ａ发出的光子能量不等于基态与能级Ｅ 之间的能级差 原 3 光谱 氢原子光谱 ４ ꎬ 子Ｂ不能吸收该光子从基态跃迁到能级Ｅ 自我评价(Ｐ ) ４ꎮ ８５ １.答案 把光谱按形成原因划分 可分为发射光谱和吸收光谱 本章复习题 ꎬ ꎻ 各种原子的发射光谱都是线状谱 不同原子的发光频率不一 ꎬ １.答案 若加一沿ｙ轴正方向的磁场 根据左手定则 电子所受 样 因此每种原子都有自己的特征谱线 人们可以通过光谱分 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ 洛伦兹力方向沿ｚ轴负方向 亮线向下 ｚ轴负方向 偏转 若 析来鉴别物质和确定物质的组成 光谱是复色光经过色散系 ꎬ ( ) ꎻ ꎻ 加一方向沿ｚ轴正方向的电场 电子所受电场力沿 ｚ 轴负方 统 如棱镜 光栅 分光后 被色散开的单色光按波长 或频 ꎬ ( 、 ) ꎬ ( 向 亮线向下 ｚ轴负方向 偏转 率 大小而依次排列的图案 发射光谱物体发光直接产生的光 ꎬ ( ) ꎮ ) ꎬ 谱叫做发射光谱 各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光 ２.答案 ２ ｖ 见解析 ꎮ 谱中的暗线是一一对应的 所以明线光谱的谱线叫做原子的 ７３０１ ꎬ 解析 粒子的质量大约是电子质量的 倍 根据动量守 特征谱线 吸收光谱中的暗线也是特征谱线 α ７ ３００ ꎬ ꎬ ꎮ 恒定律及机械能守恒定律有ｍ ｖ ｍ ｖ ｍ ｖ 发射光谱有两种类型 连续光谱和明线光谱 连续分布的包含 α ＝ α α＋ ｅ ｅ : ꎻ 有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱 观察固态或 １ ｍ ｖ２ １ ｍ ｖ２ １ ｍ ｖ２ ꎻ α ＝ α α＋ ｅ ｅ ２ ２ ２ 液态物质的原子光谱 可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧 ꎬ ｍ ｍ ｍ 中去烧 使它们汽化后发光 就可以从分光镜中看到它们的明 联立解得ｖ α－ ｅｖ ｖ ２ ｅ ｖ ꎬ ꎬ α＝ｍ ｍ ꎬ ｅ＝ｍ ｍ 线光谱 α＋ ｅ α＋ ｅ ꎮ 其中ｍ ｍ 可求得ｖ ７２９９ｖ 则 粒子速度变化量为 ２.答案 ｂ元素 α＝７３００ ｅꎬ α＝ ７３０１ ꎬ α 解析 各种元素原子的发射光谱都是线状谱 都有一定的特 ꎬ ｖ ｖ ｖ ２ ｖ 可知速度变化量非常小 则电子不会使 粒 征 也称特征谱线 由于各种元素原子结构不同 导致元素的 Δ ＝ － α＝ ꎬ ꎬ α ꎬ ꎬ ꎬ ７３０１ 特征谱线也不相同 因而可以通过元素的特征谱线来确定和 子发生明显偏转 ꎬ ꎮ 鉴别物质 对此称为光谱分析 由图可知 图乙中矿物的线状 ３.ＢＣＤ 一个原子的直径大约是 －１０ 原子核只占据的原子 ꎬ ꎮ ꎬ １０ ｍꎬ 谱是由ａ ｃ ｄ三种元素的特征谱线叠加而成的 因此通过光 内部极小的空间 大约为原子整个体积的 －１５ 却集中了几 、 、 ꎬ ( １０ )ꎬ 谱分析可以确定该矿物中缺乏的是ｂ元素 乎所有原子的质量 错误 正确 粒子轰击金箔的实验现 ꎮ ꎬＡ 、Ｂ ꎻα ３.Ｃ 氢原子的光谱只有几条分离的不连续的亮线 即氢原子光 象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核 ꎬ 谱是线状光谱 其原因是氢原子所处的能量状态是不连续的 里 正确 原子由位于原子中心的带正电的原子核和核外带 ꎬ ꎬ ꎬＣ ꎻ ７ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋负电的电子构成 电子在核外绕核高速旋转 库仑力提供向心 继续增加 所以中子数目相对较多 越重的原子核 中子越不 ꎬ ꎬ ꎬ ꎻ ꎬ 力 正确 容易结合上去 导致中子数和质子数的差值越来越大 并附 ꎬＤ ꎮ ꎬ ꎮ ４.Ｃ 炽热的固体 液体和高压气体发出的光形成连续光谱 但 自然界稳定的原子核中 中子数 Ｎ 和质子数 Ｚ 之间的关 、 ꎬ ꎬ ( ) ( ) 经过分光镜后形成的光谱是线状谱 错误 气体发光 若为 系图 ꎬＡ ꎻ ꎬ 高压气体则产生连续光谱 若为稀薄气体则产生明线光谱 ꎬ ꎬＢ 错误 光谱分析是用元素的特征谱线与光谱对比来分析物体 ꎻ 的化学成分 故光谱分析非常灵敏与迅速 正确 进行光谱 ꎬ ꎬＣ ꎻ 分析 必须利用线状谱和吸收光谱 连续谱不行 错误 ꎬ ꎬ ꎬＤ ꎮ ５.答案 正确 氢原子由高能级向低能级跃迁时会发出某些 (１) ꎬ 特定频率的光 形成相应频率的线状谱 不是连续谱 ꎬ ꎬ ꎮ 正确 由玻尔氢原子模型可知 氢原子在不同的轨道上的 (２) ꎬ ꎬ 能级Ｅ １ Ｅ 故氢原子的能级是不连续的即是分立的 ｎ＝ｎ２ １ ꎮ 正确 当氢原子从较高轨道第ｎ能级跃迁到较低轨道第ｍ (３) ꎬ 能级时 发射的光子的能量为Ｅ Ｅ Ｅ ｈｖ 显然ｎ ｍ的取值 ꎬ ＝ ｎ－ ｍ＝ ꎬ 、 不同 发射光子的频率就不同 故氢原子光谱线的频率与氢原 ꎬ ꎬ 子能级的能量差有关 ꎮ ６.答案 见解析 解析 已知氢原子从ｎ 能级向ｎ 能级跃迁时发出的光 ＝３ ＝２ 子的能量为 Ｅ Ｅ Ｅ . . . 已知可 Δ ＝ ３－ ２＝－１５１－(－３ ４) ｅＶ＝１ ８９ ｅＶꎬ 见光的光子能量在 . . 之间 则说明氢原子从ｎ ５.答案 １６２~３１１ ｅＶ ꎬ ＝３ ４ꎬ－２ 能级向ｎ 能级跃迁时发出的光是可见光 解析 因 反粒子 与其对应的正粒子具有相同的质量 相同 ＝２ ꎮ “ ” 、 ７.答案 . 不能 的电荷量 但电性相反 则 反 粒子 质量数为 电荷数 １０２ ｅＶ ꎬ ꎬ “ α ” ４ꎬ 解析 以 为单位 可见光能量在 . . 之间 氢原 为 ｅＶ ꎬ １ ６４~３ １９ ｅＶ ꎬ －２ꎮ 子从基态跃迁到ｎ 的激发态所需要的能量为Ｅ . ＝２ ＝－３ ４ ｅＶ－ . . . 可知 若用可见光照射基态氢 2 放射性元素的衰变 (－１３６ ｅＶ)＝１０２ ｅＶ>３１９ ｅＶꎬ ꎬ 原子 不能使其从基态跃迁到ｎ 的激发态 ꎬ ＝２ ꎮ 自我评价(Ｐ ) ８.答案 . １０１ １２７５ ｅＶ １.答案 如表所示 解析 已知从ｎ 能级跃迁到ｎ 能级的光子频率最大 为 ＝４ ＝１ ꎬ 组成 射出速度 穿透能力 Ｅ Ｅ Ｅ . Δ ｍａｘ＝ ４－ １＝１２７５ ｅＶꎮ 氦核 . ｃ 弱 α ０１ 第五章 原子核与基本粒子 电子流 . ｃ 中等 β ０９９ 光子 电磁波 光速 强 γ ( ) 1 原子核的组成 ２.答案 如图所示 自我评价(Ｐ ) ９６ １.答案 人们在实验中发现 从核的某些物理性质上看 核不可 ꎬ ꎬ 能只是质子与电子的组合 卢瑟福在 年提出猜测 核内 ꎮ １９２０ : 可能还存在一种电中性的粒子 卢瑟福的学生英国物理学家 ꎮ 查德威克一直在想方设法寻找这种电中性粒子 年 当他 ꎬ１９３２ ꎬ 用 粒子轰击铍时 得到了一种不带电的粒子 它的质量几乎 α ꎬ ꎬ 解析 粒子带正电 在题图的电场中受到水平向右的电场 与质子相等 查德威克意识到这种粒子可能就是卢瑟福所预 α ꎬ ꎬ 力而向右偏转 在题图的磁场中受到向左的洛伦兹力而向左 言的中性粒子 他将这种粒子命名为中子 如果将原子核看成 ꎬ ꎬ ꎬ 偏转 粒子带负电 在题图的电场中受到水平向左的电场力 是由质子和中子组成的 则原子的质量正好与测量值相符合 ꎻβ ꎬ ꎬ ꎬ 而向左偏转 在题图的磁场中受到向右的洛伦兹力而向右偏 因此这一看法很快得到了公认 ꎬ ꎮ ２.答案 个质子 个中子 个质子 个中子 转 ꎻγ 粒子不带电 ꎬ 故在电场 、 磁场中不偏转 ꎮ 由此可得 ꎬ 三种 ９３ ꎬ１４４ １５ ꎬ１５ 解析 质子数 原子序数 中子数 质量数 或相对原子质 射线的运动轨迹如图所示 ＝ ꎬ ＝ ( ꎮ 量 )－ 质子数 ꎬ 根据这个计算 ꎬ 可得２３ ９ ７ ３Ｎｐ 核里有 ９３ 个质子 ꎬ ３. 解 答 析 案 (１) １３ ５ １ ３ 衰 Ｉ→ 变 １３ ５ 是 １ ４Ｘ 原 ｅ＋ 子 － ０ １ｅ 核 自 (２ 发 ) ２ 地 ２ ８ ２ ６Ｒ 释 ｎ 放 → 一 ２１ ８ ８ ４Ｐ 个 ｏ＋２ ４ Ｈ 粒 ｅ 子 即电子 个中子 ３０ 的核里有 个质子 个 (１)β β ( ) ２３７－９３＝１４４ ꎻ１５Ｐ １５ ꎬ３０－１５＝１５ 产生新核的过程 根据质量数守恒和电荷数守恒 可得 中子 ꎬ ꎬ ꎮ ３.答案 铀 －２３４ 铀 －２３８ １３ ５ １ ３Ｉ→ １３ ５ １ ４Ｘｅ＋－ ０ １ｅ 解析 异同 质子数相同 中子数不同 氡 ２２２ 衰变成钋 ２１８ 根据电荷数守恒和质量数守 : ꎬ ꎮ (２) ( ８６Ｒｎ) ( ８４Ｐｏ)ꎬ ４.答案 较轻的原子核 核子中 质子和质子间的核力远远大于 恒有２２２ ２１８ ４ ꎬ ꎬ ８６Ｒｎ→ ８４Ｐｏ＋２Ｈｅ 斥力 这时组成原子核的中子和质子数目相当 而较重的原子 ４.答案 . ꎬ ꎻ ７０ ｇ 核 ꎬ 由于质子与质子间的核力明显减弱 ꎬ 而斥力相对较大 ꎬ 不 解析 经过 ６ 天后 ꎬ８ . ０ ｇ ２３ ９ ８ ３Ｎｐ 剩余的质量为 ｍ 剩余 ＝ 容易结合到原子核上 这时候 不带电的中子 依靠核力 可以 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ ８ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋教材习题答案 ｍ ( １ ) Ｔ ｔ . ( １ ) ６ ２ . 故衰变掉的质量为 ｍ 误 二氧 ꎻ 核 化 电 碳 站 等 无 温 需 室 燃 气 烧 体 化 故 石燃料 正 ꎬ 确 因此 目 不 前 会 核 产 电 生 站 大 的 量 能 二 量 氧 主 化 要 硫 来 、 ０ ＝８ ０× ｇ＝１ ０ ｇꎬ Δ ＝ ꎬ Ｃ ꎻ ꎬ ２ ２ 自重核裂变 故 错误 ５. ｍ 答 ０ 案 － ｍ 剩 １ 余 ２ ＝ . ５ ７ . ｇ ０ ｇ ３ ꎮ ０３５０ 年 ３.答案 (１) ２３ ꎬ ９ ５ ２Ｕ＋ Ｄ ０ １ ｎ→ ９ ３ ０ ８Ｓ ꎮ ｒ＋ １３ ５ ６ ４Ｘｅ＋１０ １ ０ｎ (２)１４０ . ３７７０５ ＭｅＶ 解析 根据核反应的质量数与质子数守恒可得 生产物中 ｔ ( ) Ｔ (１) ꎬ 解析 由半衰期公式ｍ Ｍ １ 代入数据可得 年后 的中子个数为ｎ ＝ ꎬ１８０００ ＝２３５＋１－９０－１３６＝１０ ２ 则上述铀核裂变的核反应方程为２３５ １ ９０ １３６ １ 还剩余ｍ . 若只剩余 代入半衰期公式可得大约过 ９２Ｕ＋０ｎ→３８Ｓｒ＋ ５４Ｘｅ＋１００ｎ ＝１２５ ｇꎬ ３ ｇꎬ 一个铀核裂变的质量亏损为 ｍ . . 去时间为ｔ 年 (２) Δ ＝２３５ ０４３ ９＋１ ００８ ７－ ＝３０３５０ ꎮ . . . . ８９９０７７－１３５９０７２－１０×１００８７ ｕ＝０１５０７ ｕ 所以反应中释放的核能为 Ｅ ｍ . . 3 核反应 结合能 Δ ＝Δ ×９３１ ５０ ＝ ０ １５０ ７× . . ９３１５０ ＭｅＶ＝１４０３７７０５ ＭｅＶ 自我评价(Ｐ ) ４.答案 . １０６ ２６３ ｋｇ １.答案 (１) ４ ２Ｈｅ (２) １ ０ｎ (３) ３ １ ０ ５Ｐ (４)３ １ ０ｎ 解析 由题可得 ꎬ 每天应发电的电能为Ｅ ＝ Ｐｔ ＝１ . ０×１０ ６ ×１０ ３ × 解析 (１) 根据电荷数和质量数守恒得１１ ５Ｂ＋２ ４ Ｈｅ→ １ ７ ４ Ｎ＋０ １ ｎ ２４×３６００ Ｊ＝８ . ６４×１０ １３ Ｊ 根据电荷数和质量数守恒得６ １ ３ ４ Ｅ (２) 根据电荷数和质量数守恒得２ ３ ７ Ｌｉ＋０ｎ ４ →１Ｈ ３ ＋ ０ ２Ｈｅ １ 则每天核裂变释放的总能量为Ｅ 总＝ ％＝２ . １６×１０ １４ Ｊ (３) １３Ａｌ＋２Ｈｅ→１５Ｐ＋０ｎ ４０ (４) 根据电荷数和质量数守恒得２３ ９ ５ ２Ｕ＋０ １ ｎ→ １４ ５ １ ６Ｂａ＋３ ９ ６ ２ Ｋｒ＋３ １ ０ｎ 要释放这么多能量 需要裂变的铀原子数目为ｎ Ｅ 总 ２.答案 由Ｅ ｍｃ２ 可得Ｅ １ . ６６０５×１０ －２７ ×(２ . ９９７９×１０ ８ ) ２ ꎬ ＝ ２００ ＭｅＶ ＝ ＝ ＝ １ . ６０２２×１０ －１９ ｅＶ＝ ２ . １６×１０ １４ . ２４个 ９ . ３１５×１０ ８ ｅＶ＝９３１ . ５ ＭｅＶꎮ ２００×１０ ６ ×１ . ６×１０ －１９ ＝６７５×１０ ３.答案 结合能为 . 比结合能为 . ｎ . ２４ ５８６ ＭｅＶ ６５ ＭｅＶ 则该核电站每天需要纯铀 的质量为ｍ Ｍ ６７５×１０ 解析 根据电荷数守恒和质量数守恒可得 该核反应方程为 ２３５ ＝Ｎ ＝ . ２３ × ꎬ Ａ ６０２×１０ ２ １ ９ 该核反应过程的质量亏损为 ｍ . －３ . ４１Ｈ＋５０ｎ→４Ｂｅꎬ Δ ＝４×１ ６７２ ６× ２３５×１０ ｋｇ≈２６３ ｋｇ １０ －２７ ｋｇ＋５×１ . ６７２ ６×１０ －２７ ｋｇ－１４ . ９６０ ７×１０ －２７ ｋｇ＝０ . １０４ ２× ５.答案 ２ ２ １０ －２７ ｋｇꎬ 由爱因斯坦质能方程可知 ꎬ ９ ４Ｂｅ 核的结合能为 Δ Ｅ ＝ 解析 根据电荷数守恒可得 ６＝２ ｋ ＋ ｄ Δ ｍｃ２ ＝０ . １０４ ２×１０ －２７ ×(３×１０ ８ ) ２ Ｊ＝０ . ９３７ ８×１０ －１１ Ｊ≈５８ . ６ 根据质量数守恒可得 ６×２＝４ ｋ ＋ ｄ ＋２ Ｅ 解得ｋ ｄ ＭｅＶꎬ 则９ ４Ｂｅ 核的比结合能为Ｅ ＝ Δ ≈６ . ５ ＭｅＶꎮ ６.答案 ＝ . ２ꎬ ＝２ ９ ９ ４４×１０ ｋｇ ４.答案 由比结合能曲线可知 个２ 的比结合能约为 解析 根据质能方程 Ｅ ｍｃ２ 可得太阳每秒钟减少的质量 ２ １Ｈ ２ ＭｅＶꎬ Δ ＝Δ ꎬ 而 个 为 一 两 ４ ２Ｈ 个 个 ｅ 时 中 ４ ２Ｈ 能 等 ｅ 够 的 质 放 量 比 出 的 结 ５ 核 合 Ｍ 能 ｅ 重 Ｖ 约 核 的 为 的 能 比 ７ 量 . ０ 结 ꎻ 一 Ｍ 合 个 ｅ 能 Ｖ 重 ꎬ 小 即 核 于 ( ２ 两 如 个 ２ 个 ３ ９ ２ １ ８ ２ Ｈ Ｕ 中 ) 结 等 可 合 质 以 成 量 分 核 一 裂 ７.答 大 案 约为 Δ ｍ ２ ＝ Δ ｃ２ Ｅ ２ ＝ (３ ４ ３ × × １ １ ０ ０ ８ １ ２６ ) ２ ｋｇ . ≈４ . ４×１０ ９ ｋｇꎮ . ꎬ (１)１Ｈ＋１Ｈ→２Ｈ＋０ｎ ３２６ ＭｅＶ (２)５１３ ｋｇ 的比结合能 所以该反应放出能量 解析 核反应方程是２ ２ ３ １ 核反应的质量亏损 ꎬ ꎮ (１) １Ｈ＋１Ｈ→２Ｈ＋０ｎꎬ ５.答案 ２ ７ ４ ４ . －２９ 为 ｍ ｍ ｍ ｍ . －３ (１)１Ｈ＋３Ｌｉ→２ Ｈｅ＋２Ｈｅ (２)３１×１０ ｋｇ Δ ＝２ Ｈ－ Ｈｅ－ ｎ＝３５×１０ ｕ 解析 根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程 所以释放的能量为 Ｅ ｍｃ２ . (１) Δ ＝Δ ≈３２６ Ｍｅｖ 为２ ７ ４ ４ 或 ４ ( . ) １Ｈ＋３Ｌｉ→２ Ｈｅ＋２Ｈｅ( ２２Ｈｅ) 每升海水含有的氘对数为 ｎ １ ００３ Ｎ . 设反应前质子的动能为Ｅ 反应后４ 的动能为Ｅ 由于 (２) ＝ × Ａ ＝４ ５１５× 质 (２ 量 ) 亏损而释放的能量为 Ｅ ｋ０ꎬ Ｅ Ｅ ２Ｈｅ . . ｋꎬ ２１对 ２ ２ Δ ＝２ ｋ－ ｋ０ ＝(２×８ ９－０ ５) ＭｅＶ＝ １０ Ｅ 所以释放的能量为Ｅ′ ｎ Ｅ . ２２ . ９ . 根 据 爱 因 斯 坦 质 能 方 程 有 ｍ Δ ＝ Δ ≈１４７×１０ ＭｅＶ≈２３６×１０ Ｊ １７ ３ ＭｅＶꎬ ꎬ Δ ＝ ｃ２ ＝ Ｅ′ 所以相当于汽油的质量为ｍ′ . . . －１３ ＝ ｑ ＝５１３ ｋｇ １７３×１６×１０ . －２９ . ８ ２ ｋｇ≈３１×１０ ｋｇ (３０×１０ ) 5 粒子物理学发展概况 4 核裂变 核聚变 自我评价(Ｐ ) １２１ 自我评价(Ｐ ) １.答案 万有引力 库仑力 核力 １１３ 、 、 １.Ｂ 小于临界体积的铀块不可能发生链式反应 且即使大于临 解析 在原子核尺寸范围内核力最大 万有引力最小 故这三 ꎬ ꎬ ꎬ 界条件 而核反应进行的快慢和体积无关 故 错误 通过慢 种作用力从小到大排列顺序为 万有引力 库仑力 核力 ꎬ ꎬ Ａ ꎻ : 、 、 ꎮ 化剂将产生的中子减速 可以减小链式反应产生的快中子数 ２.答案 ４ ꎬ －２Ｈｅ 量 即可进一步减慢链式反应 故 正确 裂变核反应堆中 通 解析 反粒子 与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的 ꎬ ꎬ Ｂ ꎻ ꎬ “ ” 常用慢化剂 比如重水等让快中子减速 而镉棒是用于控制中 电荷量 但电荷的符号相反 ４ 的电荷数为 质量数为 则 ꎬ ꎬ ꎬ ꎬ２Ｈｅ ２ꎬ ４ꎬ 子数量的 故 错误 裂变后释放的中子为快中子 不能直接 反 粒子的质量数为 电荷数为 则 粒子的反粒子的 ꎬ Ｃ ꎻ ꎬ α ４ꎬ －２ꎮ α 用来轰击铀核 必须用慢化剂减速 故 错误 符号为 ４ ꎬ ꎬ Ｄ ꎮ －２Ｈｅꎮ ２.ＡＣ 核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发 ３.答案 ０ 电的 故 正确 核能发电所用的核燃料及其裂变产物具有放 解析 根据电荷数守恒可得中微子的电荷数为ｑ 所 ꎬ Ａ ꎻ ＝１－１＝０ꎬ 射性 不能随意处理 否则会使周围环境辐射量超标 故 错 以中微子的电荷数为零 ꎬ ꎬ ꎬ Ｂ ꎮ ９ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋本章复习题 ４ ×１ . ６ ２ ×１０ －３８ ９ １.Ｃ 人类认识原子核的复杂结构并进行研究 是从发现天然放 ２ . ２５×１０ －３０ ＝４６ Ｎ ꎬ 射现象开始的 故选 ２ ｅ １ ｅ ꎮ Ｃꎮ × ２.答案 放射线有电离空气的作用 在放射线的照射下 验电器 相邻上夸克和下夸克之间的静电力Ｆ ｋ ３ ３ ９ ꎬ ꎬ ２＝ ｒ２ ＝９×１０ × 周围空气被电离 中和验电器上携带的电荷 所以使验电器所 ꎬ ꎬ 带电荷很快消失 ２ . ２ －３８ ꎮ ×１６ ×１０ ３.答案 种类多 放射强度容易控制 可以按需制定 半衰期短 ９ 、 、 、 . －３０ ＝２３ Ｎ 废料易处理 等 ２２５×１０ ( ) ꎮ ４.答案 不同 ０ 第六章 波粒二象性 解析 核放出一个正电子后变为 核 则 核的质量数与 Ａ Ｂ ꎬ Ａ 核的质量数相等 核的电荷数比 核的电荷数多 核 Ｂ ꎬＡ Ｂ １ꎻＢ 1 量子论初步 与质子发生核反应后生成 核并放出一个氦核 ４ 方程为 Ｃ (２Ｈｅ)ꎬ １ ４ 根据电荷数守恒可知 核的电荷数比 核的 自我评价(Ｐ ) Ｂ＋１Ｈ→Ｃ＋２Ｈｅꎬ ꎬＢ Ｃ １２９ 电荷数多 故三个原子核的电荷数不同 １.答案 黑体是能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发 １ꎬ ꎮ ５.答案 ２３２ ４ ０ ２０８ 生反射的物体 黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射 ６ ４ ９０Ｔｈ→６２Ｈｅ＋４－１ｅ＋ ８２Ｐｂ ꎬ ꎮ 解析 设经过ｘ次 衰变和ｙ次 衰变 则有 ｘ ｙ ２.Ａ 黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关 α β ꎬ ９０－２ ＋ ＝８２ꎬ ꎬ ｘ 解得ｘ ｙ 这一衰变过程的方程是２３２ 温度越高 黑体辐射的强度越大 随温度的升高 黑体辐射强 ２３２－４ ＝２０８ꎬ ＝６ꎬ ＝４ꎬ ９０Ｔｈ→ ꎬ ꎬ ꎬ 度的极大值向波长较短的方向移动 正确 错误 ６ ４ ２Ｈｅ＋４－ ０ １ｅ＋ ２０ ８ ８ ２Ｐｂꎮ ３.答案 . －７ ꎮ Ａ ꎬＢ、Ｃ、Ｄ ꎮ ６.答案 １ ２０×１０ ｍ ｃ ｈｃ ３２ 解析 由能量子公式 ε ｈν 和 λ 可得 λ ＝ ＝ ν ＝ ε ＝ 解析 年后即经历了 个半衰期 剩余量为原来的 １ ５ ５ ꎬ ꎮ . －３４ . ８ ３２ ６６３×１０ ×３０×１０ . －７ 其辐射的电磁波波长是 ７.答案 该生物体距今 年 . －１９ ｍ＝２０×１０ ｍꎬ １７１９０ ９９４×１０ ｔ . －７ ( ) ２０×１０ ｍꎮ 解析 根据半衰期的概念可知 １ ５７３０ 解得 ｔ ４.答案 量子论关于能量的观点是 在微观世界中能量不能连 １＝８× ꎬ ＝３× : ２ 续变化 只能取分立值 也就是认为微粒辐射或吸收能量时只 年 年 所以该生物体距今 年 ꎬ ꎬ ５７３０ ＝１７１９０ ꎬ １７１９０ ꎮ 能一份一份的进行 经典物理学中认为能量是连续变化的 ８.答案 １６ 结合能为 比结合能为 . １６ 结合 ꎮ ꎮ ７Ｎ １１８ ＭｅＶꎬ ７ ４ ＭｅＶꎻ ９Ｆ 能为 比结合能为 . １１１ ＭｅＶꎬ ７０ ＭｅＶ 2 光电效应 解析 中子的质量 . 质子质量 . １００８６６５ ｕꎬ １００７８２５ ｕꎮ 自我评价(Ｐ ) １６ 中含有 个质子 个中子 这些核子结合为氮原子时质量 １３５ ７Ｎ ７ ꎬ９ ꎬ １.答案 当入射光的频率大于金属的极限频率 会发生光电效 亏损 ｍ . . . １６ ꎬ Δ Ｎ＝９×１ ００８ ６６５ ｕ＋７×１ ００７ ８２５ ｕ－１６ ００６ ０９９ ｕꎬ ７Ｎ 应 红光不能发生光电效应 说明红光的频率小于金属的极限 原子的结合能 Ｅ ｍ ｃ２ １６ 原子的比结合能 ꎬ ꎬ Ｎ ＝Δ Ｎ ≈１１８ ＭｅＶꎬ ７Ｎ 频率 即使用两倍强度的红光照射在该金属表面时 增加了红 Ｅ ꎬ ꎬ Ｅ Ｎ . 光的强度 经过相当长的时间 仍不会产生光电效应现象 Ｎ＝ ≈７４ ＭｅＶꎻ ꎬ ꎬ ꎮ １６ ２.答案 能 不同 理由见解析 同理 ｍ . . . １６ 原 ꎬ Δ Ｆ＝７×１００８６６５ｕ＋９×１００７８２５ｕ－１６０１１４６５ｕꎬ ９Ｆ 解析 蓝光的频率大于黄光的频率 则用黄光照射某金属发 ꎬ 子 Ｅ 的结合能 Ｅ Ｆ＝Δ ｍ Ｆ ｃ２ ≈１１１ ＭｅＶꎬ １６ ９Ｆ 原子的比结合能Ｅ Ｆ＝ 生 ｈν 了 Ｗ 光 可 电 知 效应 两 ꎬ 种 改 不 用 同 蓝 的 光 光 照 照 射 射 ꎬ 也 逸 能 出 发 金 生 属 光 表 电 面 效 的 应 光 ꎻ 根 电 据 子 Ｅ 最 ｋｍ 大 ＝ Ｆ ≈７ . ０ ＭｅＶꎮ 初 － 动能 ０ 不相 ꎬ 同 蓝光照射时产生 ꎬ 的光电子最大初动能较大 １６ ꎬ ꎮ ９.答案 １ １ ２ ｍ ｍ ｍ ｃ２ ３.答案 对 理由见解析 (１)１Ｈ ＋０ｎ →１Ｈ ＋ γ (２) ( １ ＋ ２ － ３) ꎬ ｈ 解析 对于任何一种金属都有不同的逸出功 所以存在一个 ꎬ ( ｍ １＋ ｍ ２－ ｍ ３) ｃ “ 极限频率 ”ꎬ 入射光的频率必须大于此频率 ꎬ 才能产生光电效 解析 根据题意得１ １ ２ ｃ (１) １Ｈ＋０ｎ→１Ｈ＋γ 应 因波长和频率的关系是λ 则也可以说对于任何一种 核反应过程的质量亏损 ｍ ｍ ｍ ｍ ꎻ ＝ ｆ ꎬ (２) Δ ＝ １＋ ２－ ３ 释放能量即γ光子的能量Ｅ ｍｃ２ 金属都有不同的逸出功 所以存在一个 极限波长 入射光的 ＝Δ ꎬ “ ”ꎬ ｃ ｈ 波长必须小于此波长 才能产生光电效应 所以该说法正确 根据Ｅ ｈν ｈ 解得Ｅ ｍ ｍ ｍ ｃ２ λ ꎬ ꎬ ꎮ ＝ ＝ λ ＝( １＋ ２－ ３) ꎬ ＝ ｍ ｍ ｍ ｃ ４.答案 １７个 ( １＋ ２－ ３) ３×１０ １０.答案 相邻两个上夸克之间的静电力为Ｆ 相邻上夸 解析 每个光子的能量Ｅ ｈν １＝４６ Ｎꎻ ＝ 克和下夸克之间的静电力Ｆ 设每秒 ｔ 激光器发出的光子数是ｎ 则Ｐｔ ｎＥ ２＝２３ Ｎ ( ＝１ ｓ) ꎬ ＝ 解析 根据质子带电荷量为 ｅ 且有三个夸克组成 所以一 Ｐｔ . ＋ ꎬ ꎬ ｎ ０１ １７个 个质子内部包含两个上夸克 一个下夸克 ＝ｈν＝ . －３４ １４≈３×１０ ꎬ ꎮ ６６３×１０ ×５×１０ ( ２ ｅ ) ２ ５.答案 (１)１ . ０３×１０ －１８ Ｊ (２)９ . ６８×１０ １４ Ｈｚ (３)３ . ８８×１０ －１９ Ｊ ｈｃ . －３４ ８ 相邻两个上夸克之间的静电力为 Ｆ ｋ ３ ９ 解析 光子的能量 Ｅ ６６３×１０ ×３×１０ . １ ＝ ｒ２ ＝９×１０ × (１) ＝ λ ＝ －９ Ｊ＝１ ０３× １９３×１０ １０ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋教材习题答案 －１８ Ｅ １０ Ｊ 根据Ｅ Ｐｔ得每次 点焊 视网膜的时间是ｔ －４ ｃ ８ ＝ “ ” ＝ Ｐ ＝２×１０ ｓ 锌的截止频率ν ３×１０ . １４ (２) ０＝λ ＝ －９ Ｈｚ＝９６８×１０ Ｈｚ ｃ ０ ３１０×１０ 设每个光子的能量为Ｅ 则Ｅ ｈν ｈ 锌的逸出功 Ｗ ｈν . －３４ . １４ . ０ꎬ ０＝ ＝ λ (３) ０＝ ０＝６ ６３×１０ ×９ ６８×１０ Ｊ＝６ ４２× Ｅ Ｅλ －１９ 在这段时间内发出的激光光子的数量 ｎ １０ Ｊ ＝ Ｅ ＝ ｈｃ ＝ 光电子的最大初动能Ｅ ｋｍ＝ Ｅ － Ｗ ０＝３ . ８８×１０ －１９ Ｊ ０ －３ －９ ２×１０ ×５００×１０ 个 １５个 3 波粒二象性 . －３４ ８ ≈５×１０ ６６３×１０ ×３×１０ ５.答案 . －１９ . １４ 自我评价(Ｐ ) (１)５７×１０ Ｊ (２)６３×１０ Ｈｚ １４０ ｃ １.答案 正确 频率越高的光 根据ｃ λｆ 波长越小 光的粒 解析 逸出光电子的最大初动能Ｅ ｈν Ｗ ｈ Ｗ (１) ꎻ ꎬ ＝ ꎬ ꎬ (１) ｋｍ＝ － ０＝ λ － ０＝ 子性越显著 同理 频率越低的光的波动性越显著 ꎬ ꎬ ꎮ ８ 正确 大量光子可视为光线 波动性明显 而个别光子视为 . －３４ ３×１０ . －１９ . －１９ (２) ꎻ ꎬ ꎻ ６６３×１０ × －９ Ｊ－４２×１０ Ｊ≈５７×１０ Ｊ 点 粒子性明显 ２００×１０ ꎬ ꎮ Ｗ . －１９ ２.Ｂ 机械波是一种波 而物质波是一种规律 两者不同 故 错 铝的截止频率ν ０ ４２×１０ . １４ ꎬ ꎬ ꎬ Ａ (２) ０＝ ｈ ＝ . －３４ Ｈｚ≈６３×１０ Ｈｚ 误 根据波粒二象性 实物粒子有波长 具有波动性 故 正 ６６３×１０ ꎻ ꎬ ꎬ ꎬ Ｂ ６.答案 纳 钾 铷 确 .根据波粒二象性可知 光即是粒子也是波 故 错误 电 、 、 ꎻ ꎬ ꎬ Ｃ ꎻ ｈｃ 子也具有波动性 也可以发生干涉与衍射现象 故 错误 解析 光子的能量 Ｅ 取 λ . －７ 则 Ｅ ꎬ ꎬ Ｄ ꎮ ＝ λꎬ ＝ ４ ０×１０ ｍꎬ ＝ ３.答案 ６ . ６×１０ －３２ ｍꎬ 波长太小 ꎬ 波动性不明显 . －３４ ８ 解析 德布罗意波长λ ＝ ｈ ｐ ＝ｍ ｈ ｖ＝６ . ６×１０ －３２ ｍꎬ 波长太小 ꎬ 波 ６６３× ４ １ . ０ ０ ×１０ × － ３ ７ ×１０ ≈５ . ０×１０ －１９ Ｊꎬ 根据Ｅ > Ｗ ０ 判断 ꎬ 钠 、 钾 、 铷能 发生光电效应 动性不明显 观察不到这种运动小球的波动性 ꎮ ꎬ ꎮ ｈｃ ｈｃ ｈｃ ７.答案 λ ｅλ－ｅλ 本章复习题 ０ ０ 解析 某金属的截止频率对应的波长为λ 该金属的逸出功 ０ꎬ １.答案 人体的热辐射 辐射出的电磁波是红外线 红外线不是 ｈｃ ꎬ ꎬ 为Ｗ ｈν 可见光 人的肉眼无法看到 只能用相应仪器检测 因此黑暗 ０＝ ０＝λ ꎬ ꎬ ꎬ ０ 中看不见人 若用波长为λ λ λ 的单色光做实验 由爱因斯坦光电效应 ꎮ ( < ０) ꎬ ２.答案 ａ 光照射不能发生光电效应 ｃ光照射能发生光电效 ｈｃ ꎬ 方程可得Ｅ Ｗ 应 原因见解析 ｋｍ＝ λ － ０ ꎬ 解析 波长关系为λ ａ> λ ｂ> λ ｃꎬ 则ν ａ< ν ｂ< ν ｃꎬ ｂ光束照射某种金 由动能定理可得 － ｅＵ Ｃ＝０－ Ｅ ｋｍ 发 属 生 时 光 ꎬ 恰 电 能 效 发 应 生 ｃ 光 光 电 照 效 射 应 能 ꎬ 根 发 据 生 光 光 电 电 效 效 应 应 的条件 ꎬ ａ光照射不能 联立各式解得Ｕ Ｃ＝ｅ ｈ λ ｃ －ｅ ｈ λ ｃ ꎬ ꎮ ０ ３.答案 Ｐλ ８.答案 (１)１ . ３３×１０ －２７ ｋｇ􀅰ｍ/ｓ (２)１ . ３３×１０ －８ Ｎ ｈｃ ｈｃ . －３４ ８ 解析 光子能量Ｅ ｈν ６６３×１０ ×３×１０ . ｃ (１) ＝ ＝ λ ＝ －９ Ｊ≈３ ９８× 解析 一个光子能量Ｅ ｈν ｈ 该激光器每秒辐射的能量 ５００×１０ ＝ ＝ λꎬ －１９ １０ Ｊ Ｅ Ｐλ Ｅ . －１９ 为Ｅ １＝ Ｐ ꎬ 故该激光器每秒辐射的光子数ｎ ＝ Ｅ １ ＝ｈｃꎮ 光子动量ｐ ＝ ｃ ＝ ３９ ３ ８ × × １ １ ０ ０ ８ ｋｇ􀅰ｍ/ｓ≈１ . ３３×１０ －２７ ｋｇ􀅰ｍ/ｓ ４.答案 ２×１０ －４ ｓ ５×１０ １５个 (２) 由题可知ｎ ＝１０ １９个 ꎬ ｔ ＝１ ｓ 时间内根据动量定理得 － Ｆｔ ＝ 解析 已知激光器的功率Ｐ ｎｐ 解得这些光子施加在黑纸上的力 Ｆ ｎｐ １９ . ＝１０ Ｗ ０－ ꎬ ＝ ＝１０ ×１ ３３× 每次 “ 点焊 ” 需要的能量Ｅ ＝２×１０ －３ Ｊ １０ －２７ Ｎ＝１ . ３３×１０ －８ Ｎꎮ １１ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋