高中物理選擇性必修3教材習(xí)題答案

1 …教材習(xí)題答案…第一章分子動(dòng)理論1分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容◆練習(xí)與應(yīng)用m把銅分子看成球形3所以銅分子的直徑d＝≈2.8×10－10m3×10－9m解析每個(gè)氧氣分子占有的體積m把每個(gè)氧氣分子占有的空間看成立方體立方體的邊長3.答案(1)不正確布朗運(yùn)動(dòng)是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)是懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)(2)不正確布朗運(yùn)動(dòng)證明液體(或氣體)分子的無規(guī)則(3)不正確做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒用肉眼是看不見的胡椒粉的運(yùn)動(dòng)不是水分子撞擊不平衡產(chǎn)生的結(jié)果不是布朗運(yùn)動(dòng)不能說明布朗運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系(4)正確煤油中的小?；覊m的布朗運(yùn)動(dòng)是由煤油分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)灰塵微粒的撞擊作用不平衡引起的4.答案小張的結(jié)論是正確的小顆粒在不同時(shí)刻位置的連線并不是其運(yùn)動(dòng)軌跡其運(yùn)動(dòng)軌跡無法準(zhǔn)確描述這些折線是人為的連線其目的是通過這些折線整體變化的無規(guī)則性說明小顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性進(jìn)而證明液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性5.答案當(dāng)分子間距離由r0增大時(shí)分子間的引力和斥力都減表現(xiàn)為引力當(dāng)分子間的距離由r0減小時(shí)分子間的引力和斥力都增力表現(xiàn)為斥力2實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小◆練習(xí)與應(yīng)用2.答案(1)首先用電子秤稱出1g食鹽然后將食鹽溶解為溶液含有0.01g食鹽當(dāng)然要把水分蒸發(fā)掉才能得到0.01g的固體食鹽截取一段細(xì)鐵絲用刻度尺測(cè)量出長度L?第二步在量筒中裝適S出細(xì)鐵絲的橫截面積Smm6.8×10－10m解析(1)1mL油酸溶液中含純油酸的體積1滴油酸溶液中含純油酸的體積(3)油酸分子的直徑3分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案有區(qū)別一定質(zhì)量的氣體體積不變僅溫度升高從微觀上看氣體分子的平均速率增大單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力就增大從而使壓強(qiáng)增大在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就增多平均作用力也會(huì)增大從而使壓強(qiáng)增大案相同點(diǎn):都呈“中間多、兩頭少”的分布?℃的氧氣速率大的分子比例較多其分子的3.答案(1)乙的壓強(qiáng)小于p從微觀上看乙氣體分子的數(shù)密度比甲小在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就生的壓強(qiáng)較小(2)丙的壓強(qiáng)大于p從微觀上看丙氣體分子的平均速率比甲大單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力就大而其他因素與甲氣體的相同所以產(chǎn)生的壓強(qiáng)較大(3)丁的壓強(qiáng)大于p從微觀上看丁氣體分子的數(shù)密度比甲大在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多平均作用力也較大?并且丙氣體分子的平均速率比甲大單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力4.答案還可以統(tǒng)計(jì)“在某區(qū)域、某時(shí)段共享單車停放位置的人 2 ……利用“在某區(qū)域、某時(shí)段沿不同道路騎行的人數(shù)”規(guī)劃具體線路m的人數(shù)”和“在某區(qū)域、某時(shí)段共享單車停放位置的人數(shù)”規(guī)劃公交站的位置利用“在某區(qū)域、某時(shí)段沿某道路特定方向騎行的人數(shù)”規(guī)劃公交車發(fā)車的時(shí)間、車次頻率等4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案水的內(nèi)能發(fā)生了變化盡管溫度不變分子動(dòng)能不變但是水滴蒸發(fā)變成了水蒸氣其分子勢(shì)能發(fā)生了變化2.答案鐵塊的內(nèi)能發(fā)生了變化鐵塊的溫度發(fā)生變化其內(nèi)能發(fā)生變化3.答案不對(duì)分子動(dòng)能是分子做熱運(yùn)動(dòng)具有的動(dòng)能物體做整體的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是機(jī)械能的一部分它對(duì)物體的內(nèi)能沒有4.答案不對(duì)分子勢(shì)能的大小由分子間的相對(duì)位置和分子間的相互作用力決定物體的重力勢(shì)能是機(jī)械能的一部分它對(duì)物體的內(nèi)能沒有貢獻(xiàn)◆復(fù)習(xí)與提高A組1.答案分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子具有熱運(yùn)動(dòng)的2.答案當(dāng)分子間的距離從0.9r0增大到10r0的過程中由分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系可知分子間的作用力先減勢(shì)能先減小后增加33.答案NAd＝3解析質(zhì)量為m的鉆石所含有的分子數(shù):N＝nNA＝NA建立鉆石分子的球體模型設(shè)鉆石分子的直徑為d有334.答案3.3×10－9m解析在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每摩爾氣體占有的體積Vmol＝22.4L平均每個(gè)氣體分子所占立方體空間的體積:V0＝設(shè)每個(gè)氣體分子占有空間的邊長為a有V0＝a3解析(1)鐵分子的體積:V0＝＝子的直徑為d有3d＝≈2.83×10－10m3這條“分子大道”共需鐵分子的個(gè)數(shù)甲同學(xué)的油酸酒精溶液濃度的計(jì)算值偏大則一滴油酸溶液中含純油酸體積的計(jì)算值偏大由分子直徑d＝可知實(shí)驗(yàn)測(cè)得的油酸分子直徑偏大乙同學(xué)的每滴油酸酒精溶液的體積的計(jì)算值偏小則一滴油酸溶液中含純油酸體積的計(jì)d直徑d＝可知實(shí)驗(yàn)測(cè)得的油酸分子直徑偏小3.答案根據(jù)所得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)硬幣正面朝上的次數(shù)接近總共投擲次數(shù)的一半第二章氣體、固體和液體1溫度和溫標(biāo)◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案“金屬塊在沸水中加熱經(jīng)過一段時(shí)間”達(dá)到“熱平衡”用溫度計(jì)測(cè)量金屬塊與水的共同溫度達(dá)到“熱平衡”K4.答案t1標(biāo)在電流比較大的刻度上①①②③根據(jù)題圖甲知R與t②③①②式得I＝t2氣體的等溫變化◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案小王僅用兩組數(shù)據(jù)得出其定量規(guī)律的做法是不科學(xué)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析而小李的看法也不對(duì)錯(cuò)誤原因有兩個(gè)∶一、僅用兩組數(shù)據(jù)確定物理量之間的線性關(guān)系的做法是不科 3 ……的連線不過原點(diǎn)可能是由偶然誤差引起的不能因兩點(diǎn)連線不過原點(diǎn)而判斷它們不是正比關(guān)系2.答案在T2溫度下的等溫線對(duì)應(yīng)溫度比較高由于在體積相等的情況下溫度高時(shí)氣體的壓強(qiáng)大由圖可知在T2溫度下的等溫線對(duì)應(yīng)溫度比較高3.答案見解析解析將打氣前球內(nèi)的氣體和20次打入的氣體整體作為研究對(duì)象利用玻意耳定律進(jìn)行求解打氣前氣體的狀態(tài)參量為打氣后氣體的狀態(tài)參量為V2＝2.5L得出此結(jié)論的前提是打氣過程中溫度保持不變實(shí)際打氣時(shí)由于壓縮氣體做功氣體的溫度會(huì)升高4.答案756mm解析氣泡的初狀態(tài)參量為3氣體的等壓變化和等容變化◆練習(xí)與應(yīng)用假設(shè)鋼瓶不漏氣則由查理定律得p2＝＝2.答案48N解析小罐內(nèi)空氣的體積不變由查理定律可知p＝p即TT設(shè)罐口的橫截面積為S則小罐對(duì)皮膚的壓力則小罐對(duì)皮膚的壓力大概為7℃設(shè)吸管內(nèi)部的橫截面積為S內(nèi)部在25℃時(shí)的熱力學(xué)溫教材習(xí)題答案由上式可以看出Δt與Δl成正比關(guān)系所以給吸管上標(biāo)解法一:當(dāng)溫度降低時(shí)氣體體積減小油柱向罐的開口cm所以這個(gè)氣溫計(jì)的測(cè)量范圍為23~27℃解法二:由(1)中的結(jié)論可得油柱移動(dòng)10cm對(duì)應(yīng)的溫解析設(shè)容器容積為V封閉空氣的初狀態(tài)參量為封閉空氣的末狀態(tài)參量為TT2TT24固體◆練習(xí)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)時(shí)在平面直角坐標(biāo)軸中所取的兩點(diǎn)x1和y1的位置若處在晶體分子排列的對(duì)稱位置上時(shí)測(cè)溫元件溫度變化也會(huì)相同無法體現(xiàn)晶體與非晶體的各向異性與各向同性的差異即使實(shí)驗(yàn)中觀察到這種薄片在導(dǎo)熱特性上為各向同性也不能確定它為非晶體因?yàn)槎嗑w也具有各向同性從這兩方面看該實(shí)驗(yàn)結(jié)果缺乏科學(xué)性2.答案還需知道氯化鈉的摩爾質(zhì)量M和阿伏加德羅常數(shù)NA相鄰兩個(gè)鈉離子中心距離為2×2ρN相鄰兩個(gè)鈉離子中心距離為2×2ρNA具體推導(dǎo)過程如下 4 ……每摩爾氯化鈉晶體內(nèi)的離子總數(shù)為2NA其摩爾體積V＝由氯化鈉晶體的結(jié)構(gòu)圖可知:V0即八個(gè)離子中心所夾的正方體的體積該正方體邊長:333M個(gè)鈉離子中心距離r＝2×2ρN3M3.答案見解析解析(1)鈉離子M和N受到的扇形區(qū)域內(nèi)鈉離子和氯離子e形邊長為aF方向指向扇形區(qū)域內(nèi)另一鈉離子方向鈉離子N受到F1′、F2′、F3′作用的合力:FN＝F－＝F方向指向扇形區(qū)域內(nèi)氯離子方向(2)由上面計(jì)算可知沿同一種離子方向的直線AA1兩邊直線BB1兩邊離子間內(nèi)聚作用力較小較容易分開因此敲碎巖鹽時(shí)巖鹽總是沿平行于鈉離子、氯離子相間的BB1方向斷開形成立方體形狀的晶粒不會(huì)沿平行于同一種離子的5液體◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案玻璃管的裂口燒熔后熔化的玻璃的表面層在表面張力作用下收縮到最小表面積從而使斷裂處的尖端變鈍2.答案會(huì)呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的球形在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中由于消除了重力的影響水銀的表面層在表面張力作用下收到最小表面積所以呈現(xiàn)球形3.答案針能浮在水面上是由于水面的表面張力的作用把針按4.答案在衣料上、下的棉紙內(nèi)有許多細(xì)小的孔道起著毛細(xì)管棉紙吸掉5.答案首先要有一個(gè)較大的盛水容器可以用水桶或大的盆?棉紗布里有很多毛細(xì)管可以利用棉紗布發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)連續(xù)少量澆水因此可以設(shè)計(jì)如圖所示的自動(dòng)澆水裝置6.答案應(yīng)選用醬油不浸潤的材料(即黃顏色的那種)因?yàn)橛冕u油不浸潤的材料做瓶口瓶口不易附著醬油◆復(fù)習(xí)與提高A組1.答案有壓強(qiáng)因?yàn)闅怏w對(duì)容器的壓強(qiáng)并不是因?yàn)闅怏w重力產(chǎn)生的而是大量氣體分子不斷撞擊器壁的結(jié)果可以利用“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示將注射器閃照相記錄壓力表的讀數(shù)若壓力表的讀數(shù)不為零則驗(yàn)證了解析設(shè)細(xì)管的截面積為S則封閉氣體的初始體積為V1＝3.答案解析汽缸內(nèi)空氣柱的初始?jí)簭?qiáng)為p0初始體積:V0＝l0S汽缸內(nèi)空氣柱長度為l1 5 ……T4.解析(1)A→B過程為等壓變化由蓋－呂薩克定律有＝V0.3mV即 即TB300K400K解得VB＝0.4m3(2)B→C過程為等容變化則容器中氣體分子的數(shù)密度化溫度由400K降低到300K則氣體分子的平均速率變小單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁作用力就變小所以壓強(qiáng)變小5.答案0.97解析設(shè)教室的體積為V0在溫度為17℃時(shí)教室內(nèi)的這些空VV即V0＝V1TT290K300K則下午2時(shí)與上午8時(shí)教室內(nèi)的空氣質(zhì)量的比值為＝≈0.976.答案43℃解析設(shè)兩個(gè)不銹鋼碗剛被扣上時(shí)里面空氣的溫度是t兩碗內(nèi)空氣的體積不變由查理定律可知p＝p即TT設(shè)兩碗口的橫截面積為S則在拉力方向碗內(nèi)外的壓力差7.答案270KA→B過程為等壓變化由蓋－呂薩克定律有V＝V即TT3V9V B BTB＝900KB→C過程為等容變化由查理定律可知pTB＝900KTT ＝900KTCTC＝270K8.答案土壤里有很多毛細(xì)管地下的水分可以沿著它們上升壞這些土壤里的毛細(xì)管m過程為等容變化由查理定律可知p＝p即60cmHg＝TT300K27℃時(shí)環(huán)境真實(shí)壓強(qiáng)比標(biāo)準(zhǔn)大氣壓小的值就偏大在管內(nèi)水銀面移動(dòng)的距離Δx相同的情況下實(shí)際溫度的改變吸盤中空氣的壓強(qiáng)小于外界的大氣壓吸盤內(nèi)外存在壓強(qiáng)差所以盤蓋對(duì)吸盤會(huì)產(chǎn)生很大的壓力3.答案77.7cm3體積為VB在操作步驟a和b的過程中容器中氣體的初狀態(tài)的壓hcm狀態(tài)的壓強(qiáng)cmHgcm①在操作步驟c和d的過程中設(shè)被測(cè)固體的體積為ΔV末狀態(tài)兩管水銀面高度差h2＝20.6cm末狀態(tài)的壓強(qiáng)4.答案解析100℃溫度下的最高胎壓不超過能過大由查理定律可知p1＝p2即p1＝3.535×105PaTT293K373Ka時(shí)胎壓不能過小 6 ……由查理定律可知p3＝p4即p3＝1.616×105PaTT293K233Ka所以充氣后比較合適的胎壓范圍為2.032×105Pa≤p≤5.答案見解析圖BpAVApBVBpCVC即TTT TA300K400K下圖所示6.答案27.5cm解析設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0玻璃管的橫截面積為S當(dāng)玻璃管開g玻璃管開口向上豎直放置時(shí)封閉空氣的壓強(qiáng)p3＝p0＋7.答案玻璃管豎直地浮在水中時(shí)水對(duì)玻璃管的浮力等于玻璃管的重力設(shè)此時(shí)玻璃管內(nèi)空氣的長度為L管內(nèi)外液面的h圖所示將玻璃管往下壓一點(diǎn)假設(shè)管內(nèi)外液面的高度差h不變那么玻璃管內(nèi)空氣的長度L就減小了根據(jù)玻意耳定律可知管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)將增加那么管內(nèi)外液面的高度差h將不是于玻璃管的重力則放手后玻璃管會(huì)返回原來的平衡位置第三章熱力學(xué)定律1功、熱和內(nèi)能的改變◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案在圖3.1－1實(shí)驗(yàn)中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能在圖3.1－2實(shí)驗(yàn)中是機(jī)械能先轉(zhuǎn)化為電能電能再轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的膨脹時(shí)溫度降低因?yàn)闅怏w對(duì)外做功內(nèi)能4.答案123℃在木塊中克服摩擦阻力做功其動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能則系統(tǒng)內(nèi)能增加①①②③②③聯(lián)立①②③式并代入已知得:Δt＝123℃2熱力學(xué)第一定律◆練習(xí)與應(yīng)用2.答案(1)Q2大些(2)見解析解析(1)把活塞和汽缸固定使空氣升溫屬于等容升溫過果讓活塞可以自由滑動(dòng)汽缸內(nèi)空氣做等壓升溫變化氣體體(2)氣體在等壓升溫過程中體積膨脹對(duì)外界做功而在②比熱容不同是由升高相同溫度情況下吸收的熱量不3.答案0.143℃設(shè)單位時(shí)間內(nèi)落下的水的質(zhì)量為m并將所有機(jī)械能轉(zhuǎn)4.答案解析 7 ……3能量守恒定律◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案(1)不符合能量守恒定律因?yàn)橛谰么盆F間的作用力無法提供源源不斷的能量無法造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械(2)不符合能量守恒定律因?yàn)闆]有動(dòng)力系統(tǒng)無法提供給船用來克服水的阻力的能量(3)符合能量守恒定律因?yàn)樘栒丈滹w機(jī)可以給飛機(jī)提供能量使飛機(jī)不帶燃料也能飛行2.答案462層成年人的質(zhì)量約為m＝65kg每層樓的高度約為h＝3.0m3.答案4.2×104J解析設(shè)陽光直射時(shí)地面上每平方米每分鐘接受的太陽能量4熱力學(xué)第二定律◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案化學(xué)能變成了汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的動(dòng)能另一部分散失到周圍環(huán)境中成為環(huán)境的內(nèi)能汽車的動(dòng)能由于摩擦轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能還有一部分通過汽車發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為蓄電池內(nèi)的化學(xué)能使用蓄電池時(shí)這部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能又通過車燈轉(zhuǎn)化為光能光2.答案(3)(4)能夠發(fā)生不違背熱力學(xué)第二定律(1)(2)不解析(3)桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后泥沙下沉上面的水變清泥水自動(dòng)分離是因?yàn)槟嗌车闹亓Υ笥谒誓軌?4)電冰箱內(nèi)部的溫度比外部低但是制冷系統(tǒng)還能不斷地把箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣這是因?yàn)殡姳湎牡碾娔軐?duì)制冷系統(tǒng)做了功這個(gè)過程不是自發(fā)進(jìn)行的它引起了行對(duì)于密閉的房間可以認(rèn)為與外界無熱交換把冰箱接通電源冰箱消耗的電能最終轉(zhuǎn)化為房間內(nèi)物質(zhì)的◆復(fù)習(xí)與提高A組到2.答案搓一搓手能讓手暖和起來這是利用做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的原理將手放到棉衣口袋里能讓手暖和起來棉衣能大大減小手上熱量的散失達(dá)到保暖的效果捧一杯熱水讓手暖和起來這利用了傳熱增加手的內(nèi)能3.答案氣體在絕熱容器中不會(huì)與外界發(fā)生熱交換由于B內(nèi)變化教材習(xí)題答案氣體對(duì)外做功?又由于恒溫水槽中氣泡的內(nèi)能保持不變則氣5.答案活塞向左移動(dòng)過程中因體積增大容器中氣體分子的數(shù)密度變小在單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就變少?又因封閉氣體做等壓變化氣體壓強(qiáng)不變則氣體分子的平均速率是增大的氣體分子的平均動(dòng)能是增加的不考慮封閉氣體的分子勢(shì)能所以氣體內(nèi)能會(huì)增加6.答案見解析解析為了求出燃?xì)庠顭男市枰罒畷r(shí)間、水的比熱容、水的密度、單位體積的燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃縬求出燒水過程消耗的燃?xì)馔耆紵龝r(shí)放出的熱量Q＝qΔV＝單位制中的單位1.答案(1)正確空調(diào)在制冷過程中產(chǎn)生的新熱量也要向室外放出所以向室外放出的熱量大于從室內(nèi)吸收的熱量(2)不正確人工降低海水溫度需要消耗能量這種方法不能解決能源短缺的問題(3)正確熱機(jī)的工質(zhì)吸收的熱量不會(huì)全部變成功例如汽車排出氣體的溫度一定會(huì)比空氣的溫度高它會(huì)向空氣(4)不正確自然界的能量并不會(huì)減少形成“能源危機(jī)”原因是可利用能源的品質(zhì)降低2.答案不會(huì)因?yàn)橐磺信c熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不解析(1)密封氣體初狀態(tài)的溫度為T0體積為V0＝h0S度設(shè)為T1體積為V1＝4.答案增加了240J5.答案(1)增加160J(2)10J后一個(gè)問題的過程不符合實(shí)際情況解析(1)氣體從狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B由熱力學(xué)第一定律有 8 ……所以氣體的內(nèi)能增加160J(2)氣體從狀態(tài)B變回狀態(tài)A氣體內(nèi)能的變化量氣體對(duì)外做的功是10J體做功所以后一個(gè)問題的過程不符合實(shí)際情況第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性1普朗克黑體輻射理論◆練習(xí)與應(yīng)用波長為400nm的電磁波輻射的能量子波長為760nm的電磁波輻射的能量子2.答案開水向外輻射的每一份能量子的能量很小(微觀量)而水降低1℃釋放的能量很大(宏觀量)由于溫度計(jì)的精度不夠所以觀察到的溫度計(jì)溫度不是一段一段地降低的2光電效應(yīng)◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案入射光的波長確定而強(qiáng)度增加單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光的最大初動(dòng)能增加遏止電壓也會(huì)增加2.答案紫光的頻率比綠光大金屬A在一束綠光照射下恰能發(fā)生光電效應(yīng)用紫光照射時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)?紅光的頻率比綠光小用紅光照射時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)不同種類的金屬AB種金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知逸出金屬表面的光電子的最大初動(dòng)能不同因此光電子的最大速度3.答案(1)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可得EQ\*jc3\*hps7\o\al(\s\up3(),?)ce4.答案將教科書圖4.2－1中電源正負(fù)極對(duì)調(diào)當(dāng)入射光頻率方程可得得h＝e其中e為電子的電荷UU就可測(cè)出普朗克常量實(shí)驗(yàn)步驟:(1)將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭滑至最左器滑動(dòng)觸頭緩慢右滑同時(shí)觀察電流表當(dāng)電流表示數(shù)為零數(shù)U2?(4)多次測(cè)量取平均值5.答案數(shù)量級(jí)為10199J取可見光中頻率為6.0×1014Hz的綠光進(jìn)行估算設(shè)光子所以可見光光子數(shù)的數(shù)量級(jí)為10193原子的核式結(jié)構(gòu)模型◆練習(xí)與應(yīng)用Umv m2.答案油滴的質(zhì)量m＝πR3ρ電荷量與電子個(gè)數(shù)的關(guān)系為q＝Ne3.答案以M點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)水平向右方向?yàn)閤軸正方向豎直向下方向?yàn)閥軸正方向建立平面直角坐標(biāo)系(2)只加電場(chǎng)電子到達(dá)極板右邊緣時(shí)在豎直方向飛行的距離為電子在豎直方向的速度為Fxxxx電子飛出極板到達(dá)P點(diǎn)時(shí)在豎直方向經(jīng)過的距離為 EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(2),x) 9 ……4.答案盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型是:在原子的中間有一個(gè)很小的核叫原子核原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中于原子核帶負(fù)電的電子在核外空間里繞核旋轉(zhuǎn)盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的依據(jù)是α粒子散射實(shí)子運(yùn)動(dòng)的主體是原子核α粒子進(jìn)入原子區(qū)域后由于原子發(fā)生大角度散射m確定的核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m整個(gè)原子的半徑是核半徑的105倍綠豆半徑的原子的直徑約為200m6.答案金原子的質(zhì)量比α粒子質(zhì)量大得多且?guī)缀跞考性诮鹪雍藘?nèi)當(dāng)α粒子穿過金原子區(qū)域靠近金原子核時(shí)兩者之間的庫侖斥力對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)方向影響很大而對(duì)金原子影響很小所以α粒子散射實(shí)驗(yàn)選用比α粒子質(zhì)量大得多的重金屬箔4氫原子光譜和玻爾的原子模型◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案有些光譜是一條條的亮線這樣的光譜叫線狀譜有的光譜看起來不是一條條分立的譜線而是連在一起原子的發(fā)射光譜是線狀譜不同原子的發(fā)射光譜不相同2.答案巴耳末公式n＝5時(shí)計(jì)算出的氫原子光譜的譜線是氫原子由量子數(shù)為5的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為2的能級(jí)形成的EQ\*jc3\*hps7\o\al(\s\up4(),?)子光譜在可見光范圍內(nèi)波長最長的兩條譜線所對(duì)應(yīng)的n應(yīng)為氫原子光譜是分立的線狀譜它在可見光區(qū)的譜線滿足巴耳末公式在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式4.答案大量氫原子處在n＝3的能級(jí)時(shí)能輻射出3種頻率的光子波長最短的光是從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)5.答案根據(jù)玻爾理論原子處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中原子從較高能級(jí)E2躍遷到較低能級(jí)E1時(shí)輻射的光子能量滿輻射的光子的能量也是分立的并有確定的頻率所以原子的發(fā)射光譜都是一些分立的亮線6.答案需要吸收3.40eV的能量7.答案包含各種波長的復(fù)合光通過物質(zhì)時(shí)物質(zhì)的原子吸收了跟它的原子譜線波長相同的那些光子使連續(xù)的復(fù)合光譜教材習(xí)題答案背景上出現(xiàn)了暗線由于原子只能吸收能量大小滿足兩個(gè)能吸收光譜中形成一條暗線這條暗線剛好與從Em躍遷到En發(fā)出的光子的明線相對(duì)應(yīng)因此各種原子吸收光譜中的每一條暗線都跟該原子的發(fā)射光譜中的一條亮線相對(duì)應(yīng)5粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案光的干涉和衍射說明光具有波動(dòng)性光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性因此我們說光具有波粒二象性2.答案電子的德布羅意波長大因?yàn)橛蒃k＝可知?jiǎng)幽芟鄍就大因此當(dāng)電子和質(zhì)子具有同樣的動(dòng)能時(shí)電子比質(zhì)子的德布羅意波長大意波長非常小◆復(fù)習(xí)與提高A組壓大則說明乙光照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大根據(jù)小則說明丙光照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能小根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知丙光的頻率小則丙光的波長大(3)截止頻率相同截止頻率與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)同一光電管的截止頻率不隨入射光頻率改變而改變(4)兩種光產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能相同從圖4－1可以看出兩種光的遏止電壓相同則說明兩種光照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能相同基態(tài)氫原子的電離能為13.6eV則電子的動(dòng)能是3.答案物質(zhì)吸收紅外線后再發(fā)出的光其光子的能量不可能大于該紅外線光子的能量紅外線光子的能量小于可見光光子的能量所以任何物質(zhì)都不會(huì)在紅外線照射下發(fā)出可見光4.答案運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量大約為65kg跑步時(shí)的速度大約是8m/sp因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員跑步時(shí)的德布羅意波長太小我們觀察不到運(yùn)動(dòng)員的波動(dòng)性5.答案解析5.答案解析長為589.6nm光子的能量則鈉原子輻射這種波長的光時(shí)核外電子躍遷前后的能級(jí)長為589.0nm光子的能量 ……則鈉原子輻射這種波長的光時(shí)核外電子躍遷前后的能級(jí)6.答案0.556解析從量子數(shù)為∞的能級(jí)向量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子的波長最小該光子的能量為從量子數(shù)為3的能級(jí)向量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子的波長最大該光子的能量為所以氫原子光譜中巴耳末系最小波長與最大波長之比為 λE′1.89eVλ′＝E＝3.40eV≈0.5567.答案聯(lián)立以上各式解得h＝1.答案(1)光子的能量一定相同(2)光電子的逸出功一定不同(3)光電子的動(dòng)能可能相同(4)光電子的最大動(dòng)能一定不同2.答案6種97.5nm解析一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子可能輻射出EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)處于n＝4能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷輻射的光子的3.答案見解析圖Eh作出鈉原子在這幾個(gè)能量范圍的能級(jí)圖如下:4.答案解析實(shí)物粒子的動(dòng)能為Ek＝212 可以得到實(shí)物粒子的動(dòng)量p跟它的動(dòng)能之間的關(guān)系式為實(shí)物粒子的動(dòng)量p跟它所對(duì)應(yīng)的德布羅意波長λ和普朗 克常量h之間的關(guān)系式為p＝一個(gè)電子的德布羅意波長和這個(gè)質(zhì)子的德布羅意波長相解析光子的動(dòng)量p與光的波長λ和普朗克常量h的關(guān)系式cc解析光源每秒發(fā)射綠光光子的能量為E＝0.1W×1s＝0.1Jλ瞳孔在暗處的直徑為d＝4mm設(shè)眼睛到光源的距離為EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up5(),)第五章原子核1原子核的組成◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果一種元素具有放射性那么無論它是以性的強(qiáng)度也不受溫度、外界壓強(qiáng)的影響由于元素的化學(xué)性質(zhì)決定于原子核外的電子這說明射線與核外電子無關(guān)也自原子核內(nèi)部 ……天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)而且原子核可以發(fā)生變化成為另一種原子核實(shí)際上人們研究原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射現(xiàn)象開始的2.答案γ射線更像X射線因?yàn)樗鼈兌际悄芰亢芨叩碾姶挪?.答案驗(yàn)電器金屬箔的張角將變小因?yàn)棣辽渚€具有一定的電離作用它能使所經(jīng)過的路徑上的空氣分子電離使空氣變成導(dǎo)體從而使驗(yàn)電器金屬箔的張角變小4.答案如果原子核中只有質(zhì)子那么任何一種原子核的質(zhì)量與電荷量之比都應(yīng)該等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比實(shí)際并不是這樣絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量與電荷量之比都大于質(zhì)子的相應(yīng)比值所以盧瑟福猜想原子核內(nèi)可能存在著另一EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(4),2)He子數(shù)為2(2)質(zhì)量數(shù)為14的碳原子核用符號(hào)1EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)C表示質(zhì)子數(shù)為(3)電荷數(shù)為8、質(zhì)量數(shù)為17的氧原子核用符號(hào)1EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)O表(4)質(zhì)量數(shù)為40的鉀原子核用符號(hào)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(4),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)K表示質(zhì)子數(shù)為(5)電荷數(shù)為86、核子數(shù)為222的氡原子核用符號(hào)Rn6.答案EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)H、EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)H、EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)HUUU三種同位素具有相同的質(zhì)子2放射性元素的衰變◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(4),2)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有3.答案g20天解析根據(jù)半衰期的定義剩下的釷為4.答案原子核的人工轉(zhuǎn)變是在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程而放射性元素的衰變是原子核沒有受到其他粒子的轟擊而自發(fā)放出射線的過程5.答案在核反應(yīng)過程中根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以求出教材習(xí)題答案生成原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)反應(yīng)后新原子核的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)分別為EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(0),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(0),)則核反應(yīng)方程分別為EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(4),2)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(2),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(4),2)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(0),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(1),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(1),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(0),4)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(0),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(1),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(4),2)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(2),1)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(4),2)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(4),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(1),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up3(),)7.答案在醫(yī)院的放射室看見過這個(gè)標(biāo)志一般情況要遠(yuǎn)離這些地方特殊情況要在醫(yī)生指導(dǎo)下進(jìn)出這些場(chǎng)所3核力與結(jié)合能◆練習(xí)與應(yīng)用1.答案(1)核反應(yīng)涉及四種基本相互作用中的強(qiáng)相互作用化學(xué)反應(yīng)涉及四種基本相互作用中的電磁相互作用(2)核反應(yīng)改變了原子核化學(xué)反應(yīng)可以改變核外電子的排列從而改變分子結(jié)構(gòu)2.答案結(jié)合能是將原子核拆成單個(gè)核子所需要的能量這個(gè)能量越大說明原子核越穩(wěn)定這個(gè)能量除以核子數(shù)就是比結(jié)原子核越穩(wěn)定關(guān)系可知ΔE＝Δmc2由于光速很大我們通?？吹降奈矬w能量的變化量對(duì)應(yīng)的質(zhì)量的變化量很小因此我們覺察不到質(zhì)量發(fā)生變化m解析1μg的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為6.答案解析4核裂變與核聚變◆練習(xí)與應(yīng)用 ……由重核裂變產(chǎn)生的中子使核裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下2.答案通過調(diào)節(jié)中子的數(shù)目來控制反應(yīng)速度用鎘制成控制棒用來吸收減速后的中子控制反應(yīng)速度當(dāng)反應(yīng)過于激烈3.答案兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核這樣的核反應(yīng)叫作核聚變聚變發(fā)生時(shí)需要提供巨大的能量但反應(yīng)中放出的能量比提供的能量要大得多4.答案與核裂變相比核聚變具有產(chǎn)能效率高燃料儲(chǔ)量豐電站都是利用裂變放出能量而實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)的可控性比較困難世界上許多國家都在積極研究受控?zé)岷朔磻?yīng)的理論和5.答案因?yàn)橹凶优c碳核的每次碰撞都是彈性正碰所以碰撞過程中動(dòng)量守恒、能量守恒中子失去的動(dòng)能即碳核增加的EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(2),0)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(2),n)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up4(),)EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up5(),)中子第3次與碳核碰撞后的速度為則經(jīng)k次碰撞后中子的動(dòng)能為EQ\*jc3\*hps9\o\al(\s\up5(2),n)EQ\*jc3\