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參考答案
第一章　分子動(dòng)理論 當(dāng)堂訓(xùn)練
１．B?。玻瓺　３．A?。矗瓺?。担瓵　６．D?。罚瓺?。福瓸?。梗瓺
第１節(jié)　分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容 １０．D　解析:根據(jù)題意,氣體單位體積分子數(shù)是指單位體積
知識梳理 氣體分子的數(shù)量,選項(xiàng) A中 NA是指每摩爾該氣體含有的氣體分
一、１．１０－１０?。玻?１)粒子數(shù)　(２)６．０２×１０２３ mol－１　(３)摩爾質(zhì) 子數(shù)量,Vm 是指每摩爾該氣體的體積,兩者相除剛好得到單位體
量　分子大小 積該氣體含有的分子數(shù)量,選項(xiàng) A 正確;選項(xiàng) B中,摩爾質(zhì)量 M
二、１．(１)進(jìn)入對方　(２)無規(guī)則運(yùn)動(dòng)　(３)固態(tài)　液態(tài)　氣態(tài)　 與分子質(zhì)量m 相除剛好得到每摩爾該氣體含有的氣體分子數(shù),即
(４)無規(guī)則運(yùn)動(dòng)　(５)溫度　(６)擴(kuò)散　２．(１)微?！o規(guī)則　 為 NA,此時(shí)就與選項(xiàng) A 相同了,故選項(xiàng) B正確;選項(xiàng) C中,氣體
(２)不平衡　(３)無規(guī)則　(４)越小　越高　(５)液體(或氣體)分 摩爾質(zhì)量與其密度相除剛好得到氣體的摩爾體積Vm ,所以選項(xiàng)
子?。常?１)無規(guī)則　(２)擴(kuò)散　(３)無規(guī)則　越劇烈 C正確,D錯(cuò)誤,故選 D．
三、１．(１)①空隙?、跍p小　空隙?、蹟U(kuò)散　空隙?。玻?１)引力 １１．C
斥力　(２)同時(shí)　合力　(３)分子間距離　減小　減小?、伲健。?１２．４．８×１０－２６kg?。保病粒保埃玻?br/>１０－１０　忽略?、?斥?、垡?br/>解析:設(shè)空氣分子的平均質(zhì)量為m０,阿伏加德羅常數(shù)用 NA
四、１．大量　永不停息　引力　斥力?。玻?１)不規(guī)則　(２)大量
, M ２９×１０
－３
分子　受統(tǒng)計(jì)規(guī)律 表示 則m０＝N ＝６．０×１０２３ kg≈４．８×１０
－２６kg．要估算成年人
A
典例精解 一次深呼吸吸入的空氣分子數(shù),應(yīng)先估算出吸入空氣的物質(zhì)的量
【典例１】?。怠粒保埃保競€(gè) V ４５０×１０－６
n,則n＝ ＝ －３ mol≈２．０×１０－２ mol．
解析:根據(jù)密度公式求出１m３ 的空氣中 PM２．５的顆粒物的 Vmol ２２．４×１０
質(zhì)量m＝ρV＝３００μg, 因此,吸入的空氣分子數(shù)約為 N＝nNA＝２．０×１０
－２×６．０×
m ３００×１０－６ １０２３＝１．２×１０２２．
物質(zhì)的量為n＝M ＝ ４０ mol
,
課后鞏固
３００×１０－６
總數(shù)目為 N＝nNA＝ ×６．０×１０２３個(gè)≈５×１０１８個(gè)． １．B?。玻瓹　３．B　４．B?。担瓹?。叮瓵?。罚瓹　８．B?。梗瓺４０
１０．(１): : １．０×１０
２２個(gè)　(２)２．２×１０－１０ m
變式１B　解析 A項(xiàng)知道阿伏加德羅常數(shù)和氣體的摩爾質(zhì)
解析:(１)金剛石的質(zhì)量
量,只能求出分子的質(zhì)量;B項(xiàng)已知?dú)怏w的密度,可以求出單位體
, m＝ρV＝３５００×５．７×１０
－８kg≈２．０×１０－４k ．積氣體的質(zhì)量 知道氣體的摩爾質(zhì)量可以求出單位體積氣體物質(zhì) g
, 碳的物質(zhì)的量的量 知道阿伏加德羅常數(shù)可以求出單位體積分子個(gè)數(shù),可以求
－４
出分子平均占據(jù)的體積,可以進(jìn)一步求出分子間的平均距離,故 m ２．０×１０n＝M ＝１．２×１０－２ mol≈１．７×１０
－２ mol．
B正確;C項(xiàng)知道氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量,可以求出該體積
金剛石所含碳原子數(shù)
氣體物質(zhì)的量,求不出氣體分子體積,求不出分子間的平均距離,
N＝n N ＝１．７×１０－２ ２３A ×６．０２×１０ ≈１．０×１０２２個(gè)．
故C錯(cuò)誤;D項(xiàng)知道氣體的質(zhì)量和體積,只能求出氣體的密度,故 (２)一個(gè)碳原子的體積
D錯(cuò)誤．
V ５．７×１０－８ ３ －３０ ３
【典例２】　B　解析:由于分子間斥力的大小隨兩分子間距離 V０＝N ＝１．０×１０２２ m ＝５．７×１０ m ．
變化比引力快,所以圖中曲線ab表示斥力,cd 表示引力,e點(diǎn)引力 π
把金剛石中的碳原子看成球體,則由公式V ＝ d３０ 可得碳
和斥力平衡,分子間距為r ,數(shù)量級為１０－１００ m,所以B選項(xiàng)正確． ６
３ ３
變式２:B　解析:分子間距離為r０時(shí)分子力為零,并不是分 ６V０ ６×５．７×１０－３０原子的直徑為d＝ ＝ m≈２．２×１０－１０ m．
子間無引力和斥力,A錯(cuò)誤;當(dāng)r＞r０時(shí),
π ３．１４
隨著距離的增大,分子間
的引力和斥力都減小,但斥力比引力減小得快,故分子力表現(xiàn)為 第２節(jié)　實(shí)驗(yàn):用油膜法估測油酸分子的大小
引力,C錯(cuò)誤;當(dāng)r＜r０ 時(shí),隨著距離的減小,分子間的引力和斥力 知識梳理
都增大,但斥力比引力增大得快,故分子力表現(xiàn)為斥力,D錯(cuò)誤． １．(１)大量分子　分子　(２)直徑?。玻隗w積?、垠w積V　
１０６
④痱子粉?、葺喞、廾娣eS 酸酒精溶液;再往盤中倒入水,并撒上痱子粉;然后用注射器將配
典例精解 好的溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定,再將玻璃板放于淺
【典例１】　(１)FECBAD　(２)８６　４．７×１０－１０(合理即可)
盤上,用彩筆描繪在玻璃板上, V由d＝ 計(jì)算油酸分子的直徑．
解析:(１)由題意知,實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序?yàn)镕ECBAD． S
(２)方格數(shù)大約為８６個(gè),則油膜面積為８６×１cm２＝８６cm２, () １×１０
－６ １ V
２ 一滴溶液中含油酸體積V＝ ３,故５０ ×３００m d＝S
V ４．０×１０－６×１０－６
分子直徑d＝S ＝ ８６×１０－４ m≈４．７×１０
－１０ m． ＝５×１０－１０ m．
() () －７ －１０
變式１:(１)②應(yīng)在量筒中滴入 N 滴溶液,計(jì)算得出一滴溶液 ９．１C　 ２５×１０ ?。矗啊。保玻怠粒保?br/>的體積;③應(yīng)在水面上先撒上痱子粉　(２)１．２×１０－１０ 解析:( V１)油酸分子直徑d＝ ．計(jì)算結(jié)果明顯偏大,可能是S V
解析:(１)②在量筒中直接測量一滴油酸酒精溶液的體積誤
取大了或S 取小了．油酸完全散開,所測S 正好,不影響結(jié)果,A
差太大,應(yīng)先用累積法測出 N 滴溶液的體積,再算出一滴溶液的
錯(cuò)誤;油酸中含有大量的酒精,不影響結(jié)果,B錯(cuò)誤;若計(jì)算油膜
體積．③油酸在水面上形成的油膜形狀不易觀察,可在水面上先
面積時(shí)舍去了所有不足一個(gè)的方格,使S 偏小,d 偏大,C正確;
撒上痱子粉,再滴油酸酒精溶液,穩(wěn)定后就呈現(xiàn)出清晰輪廓．
若求每滴體積時(shí),１mL的溶液的滴數(shù)多記了１０滴,使V 偏小,d
(２)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積
偏小,D錯(cuò)誤．
V＝４．８×１０－４×０．１０％ mL,
(２)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
V ４．８×１０－４×１０－３×１０－６
則d＝S ＝ ４０×１０－４ m ０．１ １V＝１０００×２００mL＝５×１０
－７ mL
＝１．２×１０－１０ m．
油膜的面積S＝４０×１cm２＝４０cm２,
【典例２】　(１)１０８cm２　(２)８×１０－６ mL　(３)７．４×１０－１０ m
V ５×１０－７×１０－６ －１０
解析:(１)多于半格計(jì)一個(gè),不足半格舍去,由題圖知,正方形 分子直徑d＝S ＝ ４０×１０－４ m＝１．２５×１０ m．
方格大約有１０８個(gè),那么油膜面積S＝１０８×１cm２＝１０８cm２． １０．１０m２
(２)
１
１mL溶液中有７５滴,１滴溶液的體積為 mL,又每７５ 解析:
M
一個(gè)油酸分子的體積V＝ ,由球的體積與直徑的關(guān)
ρNA
１
１０４ mL溶液中有純油酸６mL, mL溶液中純油酸的體積V＝ ３７５ ６M , １×１０
－８ m３
系得分子直徑D＝ 最大面積S＝ ,解得πN D S＝ρ A
６ １ －６ ２
１０４×７５mL＝８×１０ mL． １０m ．
(３)油酸分子的直徑 課后鞏固
V ８×１０－６ １．C?。玻瓺　３．B?。矗瓵?。担瓸　６．D
d＝S ＝ １０８ cm≈７．４×１０
－８cm,
VV
７．將痱子粉均勻撒在水面上　d＝ １ ０２
７．４×１０－８cm＝７．４×１０－１０ m． NV２an
變式２:(１)２．４×１０－２ m２　(２)１．２×１０－１１ m３　(３)５×１０－１０ m 解析:在步驟③中,應(yīng)將痱子粉均勻撒在水面上
解析:(１)可以數(shù)出油膜輪廓內(nèi)正方形個(gè)數(shù)n約為６０個(gè)． V油酸分子的直徑為d＝ ,S
油膜面積
V０ V１
S＝nL２＝６０×(２０×１０－３)２ m２＝２．４×１０－２ m２． 一滴純油酸的體積為V＝ ,n V２
(２)１滴溶液中純油酸的體積 油膜的面積為S＝Na２,
６ １
V＝１０４×５０mL＝１．２×１０
－５ mL＝１．２×１０－１１ m３． VV聯(lián)立解得d＝ １ ０NVa２n．２
(３)油酸分子的直徑
() () nV nV
V １．２×１０－１１ ８．２１１５S　 ３N(m＋n)?。保保礜S(m＋n)
d＝S ＝２．４×１０－２ m＝５×１０
－１０ m．
解析:(２)已知網(wǎng)格紙上每個(gè)小方格面積為S,求油膜面積
當(dāng)堂訓(xùn)練
時(shí),半個(gè)以上方格面積記為S,不足半個(gè)舍去,可算得面積為S１
１．D?。玻瓹?。常瓵?。矗瓸　５．B　６．C?。罚瓵 ＝１１５S;
８．(１)④①②⑤③　(２)５×１０－１０ n
:() “ ” , ()油酸酒精溶液的濃度為解析 １ 在 用油膜法估測分子的大小 實(shí)驗(yàn)中 應(yīng)先配制油 ３ m＋n．
１０７
V n 五、１．相互位置　２．(１)體積　(２)距離　３．(１)引力　增加　
１滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V１＝N ×m＋n (２)斥力　增加　(３)最小
nV
＝ , 六、１．熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能　分子勢能　２．無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)?。常?１)物質(zhì)N (m＋n)
的量
V 　
(２)溫度　(３)體積　物質(zhì)的量　溫度　體積
油酸分子的直徑為d＝ １,S１ 典例精解
nV 【典例１】　B　解析:溫度變化,表現(xiàn)出“中間多、兩頭少”的分解得d＝１１５NS(m＋n)．
布規(guī)律是不會(huì)改變的,選項(xiàng) B描述不正確;由氣體分子運(yùn)動(dòng)的特
９．５×１０－１０　偏小　偏大
點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知,選項(xiàng) A、C、D描述正確．
１
解析:１mL的油酸溶液中含有純油酸的體積為V＝３００mL
, 變式１:C　解析:同一溫度下,中等速率大的氧氣分子數(shù)所
V １ １ 占的比例大;溫度升高時(shí),速率大的氧氣分子數(shù)增加,使得氧氣分
則１滴該溶液中含有純油酸的體積為V０＝n ＝５０×３００mL≈ 子的平均速率增大,１００℃的氧氣,速率大的分子比例較多,由圖
６．７×１０－５ mL． 像可知,０℃時(shí)的最大比例值大,但對應(yīng)的分子速率小于１００℃時(shí)
V ６．７×１０－５×１０－６
油酸 分 子 的 直 徑 為 d＝ ０ ＝ m≈５× 的情況,A、B錯(cuò)誤;溫度升高,分子的運(yùn)動(dòng)加劇,使得氧氣分子的S ０．１３
平均速率增大,C正確;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,與個(gè)別分子
１０－１０ m．
速率大小無關(guān),氣體內(nèi)部溫度相同,D錯(cuò)誤．
使用的油酸酒精溶液配制好后敞口放置了很長時(shí)間,酒精會(huì)
【典例２】　D　解析:從分子間的作用力與分子間的距離的
揮發(fā),導(dǎo)致油酸濃度增大,１滴該溶液中含有純油酸的真實(shí)體積比
關(guān)系知道,當(dāng)分子間距離大于r０時(shí),分子力表現(xiàn)為引力;當(dāng)分子間
計(jì)算所得體積大,則測量出的油酸分子直徑將偏?。?br/>距離小于r０時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)分子間距離大于１０r０時(shí),分
油酸未完全散開時(shí)就開始測量油酸膜的面積,則測得的油膜
子間的作用力十分小,可以忽略．所以,當(dāng)乙從較遠(yuǎn)處向甲逐漸靠
的面積偏小,可知會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大．
近的過程中,分子力先是對乙做正功,而由做功與分子勢能變化
１
１０．１滴油酸酒精溶液的體積　單分子油膜　 ×１０－５MN 的關(guān)系知道,分子力做正功,分子勢能減小;后是分子力對乙做負(fù)
解析:用滴管將濃度為０．１％的油酸酒精溶液一滴一滴地滴 功或者乙克服分子力做功,而由做功與分子勢能變化的關(guān)系知
入量筒中,記下滴入１mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)N,求出１滴油 道,分子力做負(fù)功,分子勢能增加,因此在乙逐漸向甲靠近的過程
酸酒精溶液的體積． 中,分子勢能是先減小后增大．答案為 D．
將痱子粉均勻地撒在淺 盤 內(nèi) 水 面 上,用 滴 管 吸 取 濃 度 為 變式２:C　解析:乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c的過程,一直受到甲分
０．１％的油酸酒精溶液,從低處向水面中央滴入一滴油酸酒精溶 子的引力作用而做加速運(yùn)動(dòng),到c時(shí)速度達(dá)到最大,而后受甲的
液,使之充分?jǐn)U散,形成單分子油膜． 斥力作用做減速運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤;乙分子由a 到b的過程所受引
１ , 力做正功,分子勢能一直減小,C正確;而乙分子從每一滴油酸酒精溶液的體積是 mL 純油酸的體積為V＝ b
到d 的過
N
程,先是引力做正功,分子勢能減少,后來克服斥力做功,分子勢
１
０．１％× mL, 能增加,故 錯(cuò)誤N D ．
V ０．１％×１０－６ 當(dāng)堂訓(xùn)練
油膜的厚度,即油酸分子的直徑為d＝S ＝ NM×１０－４ ＝ １．C?。玻瓹?。常瓵?。矗瓹?。担瓹?。叮瓸?。罚瓹?。福瓸?。梗瓹　
１
×１０－５ m． １０．D?。保保瓵MN
１２．TⅠ ＜TⅡ ＜TⅢ 　解析:溫度越高、分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分
第３、４節(jié)　分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律 子平均動(dòng)能越大,故分子平均速率越大,溫度越高,速率大的分子
分子動(dòng)能和分子勢能 所占比例越多,氣體分子速率“中間多”的部分在f(v)v 圖像上
知識梳理 向右移動(dòng)．所以由圖中可看出TⅠ ＜TⅡ ＜TⅢ ．
一、１．勻速直線運(yùn)動(dòng)?。玻魏我粋€(gè)方向　相等 課后鞏固
二、２．溫度　中間多、兩頭少　升高　中間多、兩頭少　增大　 １．D　２．C?。常瓵?。矗瓸　５．A?。叮瓸　７．B
速率大 ８．５×１０－２３J
三、１．大量　單位面積?。玻饔昧Α?shù)密度　較大 解析:在乙分子靠近甲分子過程中,分子力先做正功,后做負(fù)
四、１．熱運(yùn)動(dòng)?。玻骄鶆?dòng)能?。常骄鶆?dòng)能 功,分子勢能先減小,后增大,動(dòng)能和勢能之和不變．當(dāng)速度為零
１０８
, , １ １ 代入數(shù)據(jù)得 N＝３×１０
２４個(gè)．
時(shí) 分子勢能最大 Epm＝ΔEk減 ＝２mv
２＝ －２６２×１×１０ ×１００
２J
() V每個(gè)分子所占的空間為
＝５×１０－２３J． ２ V０＝N ．
９．見解析 設(shè)分子間平均距離為a,
解析:(１)如果分子間作用力的合力為零,此距離為r０．當(dāng)分 ３ V
則有V ３０＝a ,即a＝
３V０ ＝ ．
子間距離小于r０時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,要減小分子間 N
－９
的距離必須克服斥力做功,因此,分子勢能隨分子間距離的減小 代入數(shù)據(jù)得a≈３×１０ m．
２
而增大．如果分子間距離大于r０時(shí),分子間的相互作用表現(xiàn)為引 () ４πR p０N１３．１ 地球大氣層空氣的分子數(shù)n＝ A;Mg
力,要增大分子間的距離必須克服引力做功,因此,分子勢能隨分
３ Mgh
子間的距離增大而增大． (２)空氣分子之間的平均距離d 為 ．p０NA
從以上兩種情況綜合分析,分子間距離以r０為數(shù)值基準(zhǔn),分 解析:(１)大氣壓是由地球大氣層的重力產(chǎn)生,設(shè)大氣層質(zhì)量
子間距離不論減小或增大,分子勢能都增大．所以說,分子在平衡 為m,地球表面積為S,可知:mg＝p０S,S＝４πR２,
位置處是分子勢能最低點(diǎn)．
４πR２: p得 ０( ,２)由圖可知,分子勢能為零的點(diǎn)選在了兩個(gè)分子相距無窮 m＝ g
遠(yuǎn)的位置．因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿菽茏畹忘c(diǎn),據(jù)圖也可 : m ４πR
２p N
大氣分子數(shù) n＝ N ０ AA＝ ．
以看出:在這種情況下分子勢能可以大于零,也可以小于零,也可 M Mg
()
以等于零是正確的． ２ 氣體分子間距離非常大
,所以把每一個(gè)氣體分子平均占
(３)
,
因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿菽茏畹忘c(diǎn),顯然,選兩個(gè) 據(jù)的空間認(rèn)為是一個(gè)立方體模型 立方體邊長即為分子間平均距
離,設(shè)為 ,r 因?yàn)榈厍虼髿鈱拥暮穸?遠(yuǎn)小于地球半徑
,
分子相距 ０時(shí)分子勢能為零,其他位置分子勢能將大于零． a h R
所以大氣層體積:V＝Sh＝４πR２h,V＝nd３,
本章評估
３ Mgh
一、１．C　２．C?。常瓸?。矗瓹?。担瓹　６．C　７．D?。福瓹 聯(lián)立解得:d＝ N ．p０ A
９．B　解析:根據(jù)分子動(dòng)理論可知,A 不正確,B正確．無論怎
, 第二章 氣體、固體和液體樣壓縮 氣體分子間距離一定大于r０,所以氣體分子間一定表現(xiàn) 　
為引力．空氣壓縮到一定程度很難再壓縮不是因?yàn)榉肿映饬Φ淖?第１、２節(jié)　溫度和溫標(biāo)　氣體的等溫變化
用,而是氣體分子頻繁撞擊活塞產(chǎn)生壓強(qiáng)的結(jié)果,應(yīng)該用壓強(qiáng)增 知識梳理
大解釋,所以C不正確．磁鐵吸引鐵屑是磁場力的作用,不是分子 一、１．研究對象　３．體積　壓強(qiáng)?。矗疇顟B(tài)參量穩(wěn)定
力的作用,所以 D也不正確． 二、１．熱平衡狀態(tài)?。玻疅崞胶狻。常疁囟?br/>１０．A　解析:在系統(tǒng)不和外界交換能量的條件下,高溫的銅 三、１．熱膨脹　電阻　壓強(qiáng)　溫差?。玻疁囟取?１)０℃　１００℃
塊放出的熱量一定等于低溫的鐵塊吸收的熱量．達(dá)到熱平衡時(shí), ?。保埃啊?３)t　攝氏度　T　開爾文　t＋２７３．１５K
兩者的溫度一定相等,故 A正確,D錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;由Q＝cmΔt知 四、１．壓強(qiáng)　體積　溫度　狀態(tài)參量?。玻?１)注射器　橡膠塞　
T ＋T
銅塊和鐵塊的比熱容不同,達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度T≠ １ ２, 空氣柱　
(２)C 壓力表　刻度尺　
(３)正比　反比　３．一定質(zhì)量的
２
氣體　溫度不變
錯(cuò)誤．
五、１．一定質(zhì)量　溫度不變　pV＝常量?。常p曲線　等溫線　
１１．B　解析:溫度越高分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子運(yùn)動(dòng)劇烈是
不同的
指速率大的分子所占的比例大,圖T２ 速率大的分子比例大,溫度
典例精解
高;圖T１ 速率大的分子所占比例最小,溫度低,故T１＜T２,故 A 【典例１】　(１)B　(２)保證氣體在狀態(tài)變化過程中溫度盡可
錯(cuò)誤,B正確;圖中兩個(gè)狀態(tài)下曲線下的面積都是１,則兩條圖線
能保持不變　(３)C　(４)B　
和橫軸所包圍的面積一定相等,故C,D錯(cuò)誤．
解析:(１)用橡膠塞密封注射器的下端,是為了封住一定量的
二、１２．(１)３×１０２４個(gè)　(２)３×１０－９ m
氣體,故 A 是必需的;沒有必要測量柱塞的直徑,由于整個(gè)過程
解析:(１)
V
設(shè) N２的物質(zhì)的量為n,則n＝ρ , 中,截面不變,知道長度就可以,列方程時(shí),兩邊把截面面積可以M
消掉,故B是不必需的;讀取壓力表上顯示的氣壓值,知道初末狀V
氮?dú)獾姆肿涌倲?shù) N＝ρ NA,M 態(tài)的氣壓值,故C是必需的;讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度來
１０９
表示空氣的體積,故 D是必需的． 即p０l(fā)０S＝ ( Fp０＋ ) (l０＋x－l) S,
(２)不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢 S
推動(dòng)活塞,這些要求的目的是:盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化 F根據(jù)胡克定律有:x＝ ,k
過程中溫度保持不變． 聯(lián)立上式解得:l＝０．３m．
() １３ 圖像中直線比曲線直觀,在等溫變化中,P 與 成正比, 變式２:V ０．３９m
解析:以管內(nèi)封閉的氣體為研究對象．玻璃管開口向上時(shí),管１
因此畫P 圖像,應(yīng)是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,故 C正確,V ABD 內(nèi)的壓強(qiáng)p１＝p０＋ph,氣體的體積V１＝L１S(S 為玻璃管的橫截
錯(cuò)誤． 面積)．
(４)A、B 位于同一雙曲線上,由圖示p V 圖像可知,A、B 當(dāng)玻璃管開口向下時(shí),管內(nèi)的壓強(qiáng)p２＝p０－ph,這時(shí)氣體的
兩點(diǎn)在同一條等溫線上,在直線AB 上取一點(diǎn)C(可以取中點(diǎn)),過 體積V２＝L２S．
pV 溫度不變,由玻意耳定律得:(
C 點(diǎn)的等溫曲線如圖所示,由理想氣體狀態(tài)方程 ＝C 可知,兩 p０＋ph
)L１S＝(p０－ph)L２S
T
p０＋h ７６＋１０
等溫線的溫度關(guān)系為:T１＜T２,則:TA ＝TB ＜TC,由此可知,一
所以L２＝ －h(huán)L１＝７６－１０×０．３m≈０．３９m．p０
定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A 變到狀態(tài)B 的過程中,溫度先上升后下 當(dāng)堂訓(xùn)練
降,故B正確,ACD錯(cuò)誤． １．B　２．D　３．B?。矗瓸?。担瓵?。叮瓸
７．B　解析:當(dāng)水位升高時(shí),細(xì)管中的水位也升高,被封閉空
氣的體積減小,由玻意耳定律可知,壓強(qiáng)增大,所以B正確．
８．B?。梗瓵?。保埃瓹
１１．０．０５m
解析:設(shè)玻璃管的橫截面積為S,以管內(nèi)氣體為研究對象,設(shè)
進(jìn)入管中的水銀的高度為
變式１:(１)AB　(２)
x．
為過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線　(３)傳感器與注
初態(tài):p１＝p０,V１＝l S
射器間有氣體　傳感器與注射器間氣體體積
解析:(１)
l
完成本實(shí)驗(yàn)的基本要求是:此實(shí)驗(yàn)必須在等溫條件 末態(tài):p２＝p０＋ρg ( －x) ,２ V２＝(l－x) S
下操作,選項(xiàng) A正確;封閉氣體的注射器密封良好,否則注射器漏 根據(jù)玻意耳定律得p１V１＝p２V２,代入數(shù)據(jù)解得x≈０．０５m．
氣的話,會(huì)出現(xiàn)誤差,選項(xiàng)B正確;實(shí)驗(yàn)中沒必要必須弄清所封閉 課后鞏固
氣體的質(zhì)量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;氣體的壓強(qiáng)和體積沒必要必須用國際 １．A　２．B?。常瓵?。矗瓺?。担瓸?。叮瓸?。罚瓺
單位,選項(xiàng) D錯(cuò)誤;故選 AB． ８．(１)在注射器活塞上涂潤滑油,增加氣密性
(２)理論上封閉氣體發(fā)生等溫變化時(shí)滿足:pV＝C,即V＝ (２)移動(dòng)活塞要緩慢　手不要握住注射器封閉氣體部分等
１ １
C 可知,如果V 圖像是過原點(diǎn)的直線,就說明氣體的體積 (３)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部位的氣體體積
p p
解析:(１)本實(shí)驗(yàn)研究一定質(zhì)量的氣體,需保持氣體質(zhì)量不
跟壓強(qiáng)的倒數(shù)成正比,即體積與壓強(qiáng)成反比．
變,故實(shí)驗(yàn)裝置不能漏氣,所以需在活塞上涂潤滑油,增加氣密
(３)若他實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確,則圖線不過原點(diǎn)的原因可能是
性．(２)本實(shí)驗(yàn)氣體溫度保持不變,一切容易引起氣體溫度發(fā)生變
傳感器與注射器間有氣體,圖乙中V０代表傳感器與注射器間氣
化的因素都要盡量避免,所以推拉活塞時(shí)一定要緩慢,外界與氣
體體積． 體盡量不要有溫差而發(fā)生熱傳遞．(３)一定質(zhì)量氣體溫度不變時(shí)
【典例２】?。埃砿
, １ １
: , , pV 乘積保持不變 即p 與V 成反比
,那么V 與 成正比,V
解析 設(shè)活塞A 下移的距離為l 活塞B 下移的距離為x 對 p p
圓筒中的氣體分析: １
圖像應(yīng)為過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線．而圖２中V 與 為一次函數(shù)關(guān)
p
初狀態(tài):p１＝p０,V１＝l０S,
, １F 系 即V＋V０＝k ．每次體積記錄都差一個(gè)V０值,這說明誤差是
末狀態(tài):p２＝p０＋ , pS
由系統(tǒng)原因引起的,只可能是接口連接處的氣體體積沒有考慮．
V２＝(l０＋x－l)S．
１５p０S
由玻意耳定律得:p ９．１V１＝p２V２, ２６g
１１０
解析:設(shè)活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為V１,壓強(qiáng) 變式１:A　解析:從圖線看出:AB 是等壓變化,BC 是等溫
為p１;下方氣體的體積為V２,壓強(qiáng)為p２．在活塞下移的過程中,活 變化,CA 是等容變化．
塞上、下方氣體的溫度均保持不變,由玻意耳定律得 【典例２】　(１)３．２×１０７Pa　(２)１．６×１０８Pa
V 解析:(１)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V０,壓強(qiáng)為p０;使用后
p０ ＝p１V１,２ 氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p１．假設(shè)體積為V０、壓強(qiáng)為p０的氣體壓
V
p０ ＝p２V２, 強(qiáng)變?yōu)閜１時(shí),其體積膨脹為V１．由玻意耳定律２
p０V０＝p１V由已知條件得 １
,
被壓入爐腔的氣體在室溫和
V V V p
１條件下的體積為
１３
V１＝２＋
,
６－８＝２４V V１′＝V１－V０,
V V V 設(shè), １０
瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p２,體積為
V２＝２－６＝３ V２．由玻意耳定律
設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m,由力的平衡條件得 p２V２＝１０p１V１′,
p２S＝p１S＋mg, 聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)得
１５pS
聯(lián)立以上各式得m＝ ０ ． p２＝３．２×１０７Pa．２６g
(２)設(shè)加熱前爐腔的溫度為T０,加熱后爐腔的溫度為T１,氣
第３節(jié)　氣體的等壓變化和等容變化 體壓強(qiáng)為p３．由查理定律
知識梳理 p３ p＝ ２,
一、１．壓強(qiáng)不變?。玻?)
T T１ T０
２CT　 １ ()質(zhì)量 壓強(qiáng) ()T 　 ３ 　 　 ４ ＞２ 聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)得
二、１．壓強(qiáng)　溫度?。玻?１)體積不變　壓強(qiáng)p　熱力學(xué)溫度T　 p３＝１．６×１０８Pa．
() p２ T２CT　T 　
１　(３)０K　(４)質(zhì)量　體積 p甲 V甲 p乙 V乙
２ T２ 變式２:B　解析:據(jù)理想氣體的性質(zhì)可知, ,T ＝甲 T乙
三、１．氣體實(shí)驗(yàn)定律?。玻疁囟取簭?qiáng) 因?yàn)閜甲 ＜p乙 ,且V甲 ＝V乙 ,則可判斷出T甲 ＜T乙 ,B項(xiàng)正確;氣
、 pV pV pV四 １．壓強(qiáng)跟體積　熱力學(xué)溫度　２．(１) １ １＝ ２ ２　(２) 體的溫度直接反映出氣體分子平均動(dòng)能的大小,故C、D不正確．T１ T２ T
當(dāng)堂訓(xùn)練
＝C　３．理想氣體　４．(１)溫度　玻意耳定律　(２)體積　查理
１．D?。玻瓵　３．D　４．D?。担瓸?。叮瓺?。罚瓹?。福瓸　９．D
定律　(３)壓強(qiáng)　蓋 呂薩克定律
d ΔT
五、１．一定　數(shù)密度　增大?。玻?dāng)?shù)密度　平均動(dòng)能　壓強(qiáng)　 １０． T
３．平均動(dòng)能　體積　數(shù)密度 解析:(１)封閉氣體做等壓變化
典例精解 V V ΔV
根據(jù)蓋 呂薩克定律可知, １ ２ ,
【典例１】　()
＝ ＝
１３６３K　(２)見解析 T１ T２ ΔT
解析:(１)活塞由A 移動(dòng)到B 的過程中,先做等容變化,后做 V１ dS解得 ΔV＝ ΔT＝ ,T１ T ΔT
等壓變化．
ΔV d ΔT
pA p０,VA VA ＋ΔV
則活塞與筒底間的距離變化量 Δd＝ ＝ ．
由 ＝ ＝ ,解得T T T T T＝３３０K
,TB ＝３６３K． S T
A B
課后鞏固
(２)活塞在A 位置先經(jīng)歷等容變化,溫度由２９７K→３３０K,
１．A　２．D?。常瓹　４．A?。担瓺?。叮瓹　７．B?。福瓸?。梗瓵
壓強(qiáng)由０．９p０→p０,之后活塞由A 移動(dòng)到B,氣體做等壓變化,壓
９
強(qiáng)為p０不變,溫度由３３０K→３６３K,體積由V →１．１V ,其p V １０．(１)８∶３　(０ ０ ２)１０
圖線如圖所示: 解析:(１)設(shè)活塞原來處于平衡狀態(tài)時(shí) A、B 的壓強(qiáng)相等為
p０,后來仍處于平衡狀態(tài)壓強(qiáng)相等為p,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,
:p０VA pVA′對于A 有 ,T ＝A TA′
pV pV′
對于B 有: ０ B ＝ B ,TB TB′
１１１
VA ＝２VB , 由圖可知V０就是圖中八個(gè)離子所夾的立方體的體積,此正
:VA′ ８
３
化簡得 M
V′＝３． 方體的邊長d＝
３V０ ＝ ,而兩個(gè)最近的鈉離子中心間的B ２NAρ
(２)由題意設(shè)VA ＝２V０,VB ＝V０,汽缸的總體積為V＝３V０, ３ ３M ５８．５×１０－３
８ ２４ 距離r＝ ２d＝ ２× ２N ＝１．４１× ２３ ３ m可得:VA′＝１１V＝１１V
, Aρ ２×６．０×１０ ×２．２×１００
＝４×１０－１０ m．
可得:p０ ９＝
p １０
． 第５節(jié)　液體
知識梳理
第４節(jié)　固體 一、１．要小　２．壓縮　流動(dòng)　速度快　３．r０　稀疏　r０　相互
知識梳理 吸引　４．(１)吸引　(２)收縮　(３)薄層
一、１．晶體　非晶體　晶體　非晶體?。玻_定　確定　有確定 二、１．(１)潤濕　附著　浸潤　不浸潤　(２)固體　(３)分子力　
沒有確定的熔點(diǎn)　３．各向異性　各向同性　單晶體　各向同性 ２．(１)上升　下降　(２)越大　３．(１)各向異性　(２)溫度　濃度
二、１．空間?。玻煌?guī)則　在一定條件下 (３)棒狀　碟狀　平板狀　(４)顯示器
典例精解 典例精解
【典例１】　D　解析:判斷固體是否為晶體的標(biāo)準(zhǔn)是看是否 【典例１】　C　解析:液體表面張力是液體表面各部分之間
有固定的熔點(diǎn),多晶體和非晶體都具有各向同性和無規(guī)則的外 相互吸引的力,選項(xiàng) A錯(cuò)誤;液體的表面層分子要比內(nèi)部稀疏些,
形,單晶體具有各向異性和規(guī)則的外形,D正確． 分子間的距離較內(nèi)部分子間距離大,表面層分子間表現(xiàn)為引力,
【典例２】　A　解析:晶體具有規(guī)則的形狀,是晶體內(nèi)部物質(zhì) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤;液體的表面張力總使液面具有收縮的趨勢,選項(xiàng) C
微粒有規(guī)則排列的宏觀表現(xiàn);不管是晶體,還是非晶體,組成物質(zhì) 正確;液體表面張力的方向總是與液面相切,總是跟液面分界線
的微粒永遠(yuǎn)在做熱運(yùn)動(dòng);晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn) 相垂直,選項(xiàng) D錯(cuò)誤．
化,非晶體就談不到什么層面問題,即使晶體各個(gè)層面的微粒數(shù) 變式１:D　解析:在液體與氣體接觸的表面處形成一個(gè)特殊
也不一定相等,故 A正確,B、C、D錯(cuò)誤． 的薄層,稱為表面層,在液體表面層內(nèi),分子的分布比液體內(nèi)部稀
當(dāng)堂訓(xùn)練 疏,它們之間的距離r＞r０,分子間作用力表現(xiàn)為引力,因此液體
１．D?。玻瓹?。常瓸?。矗瓵?。担瓸?。叮瓸?。罚瓹 表面有收縮的趨勢．故 D項(xiàng)正確．
８．晶體　運(yùn)動(dòng)　解析:晶體具有規(guī)則的幾何形狀,分子排列 【典例２】　B　解析:附著層Ⅰ液體分子比液體內(nèi)部分子密
具有空間周期性,巖鹽分子按一定的規(guī)律排列,構(gòu)成一系列大小
集,附著層內(nèi)液體分子間距離小于r０,附著層內(nèi)分子間作用表現(xiàn)
相同的正方形,符合晶體的特性,故巖鹽是晶體;分子在永不停息
為斥力,附著層有擴(kuò)散趨勢,C正確;附著層Ⅱ內(nèi)液體分子比液體
地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故氯離子是運(yùn)動(dòng)的． 內(nèi)部分子稀疏,附著層內(nèi)液體分子間距離大于r０,附著層內(nèi)分子
９．晶體熔化時(shí)溫度保持不變,分子的平均動(dòng)能不變,晶體熔
間作用表現(xiàn)為引力,附著層有收縮的趨勢,D正確;表面層內(nèi)分子
化過程中吸收的熱量使分子間的距離增大,全部用來增加分子的
比液體內(nèi)部疏,表現(xiàn)為引力,A正確,B錯(cuò)誤．
勢能．因?yàn)槲矬w的內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子的動(dòng)能和分子勢能的
變式２:C　解析:毛細(xì)現(xiàn)象和液體的浸潤、不浸潤相聯(lián)系．浸
總和,所以晶體熔化時(shí)內(nèi)能增大．
潤液體在細(xì)管中能上升,不浸潤液體在細(xì)管中能下降,故 A、B正
課后鞏固
確．建筑房屋時(shí),在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過瀝青的厚紙,
１．C?。玻瓺　３．A?。矗瓸?。担瓺?。叮瓵　７．D
能防止地下的水分沿著夯實(shí)的地基以及磚墻的毛細(xì)管上升,以使
８．石墨是金剛石的同素異形體,兩者的不同結(jié)構(gòu),造成了物
房屋保持干燥．土壤里有很多毛細(xì)管,地下的水分可以沿著它們
理性質(zhì)上的很大差異,金剛石質(zhì)地堅(jiān)硬,而石墨由于具有層狀結(jié)
上升到地面．如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤鋤松,破
構(gòu),層與層之間結(jié)合不很緊密,故層與層之間易脫落,故能起到潤
壞這些土壤里的毛細(xì)管．相反,如果想把地下的水分引上來,就不
滑作用．用鉛筆在紙上寫字也是根據(jù)這個(gè)道理．
僅要保持土壤里的毛細(xì)管,而且還要使它們變得更細(xì),這時(shí)就要
９．４×１０－１０ m
用磙子壓緊土壤,所以C錯(cuò)誤,D正確．
解析:１mol食鹽中有 NA個(gè)氯離子和 NA個(gè)鈉離子,離子總
當(dāng)堂訓(xùn)練
數(shù)為２NA,因而摩爾體積V、摩爾質(zhì)量 M 與物質(zhì)密度ρ的關(guān)系為
M , V M
１．A?。玻瓺?。常瓸　４．A?。担瓸?。叮瓸?。罚瓺?。福瓹　９．A
V＝ 所以一個(gè)離子所占的體積為V０＝
ρ ２N
＝
A ２ρN
．
A １０．若要保存地下水分,應(yīng)及時(shí)切斷地表的毛細(xì)管,例如鋤
１１２
地,若想把地下的水引上來則多植毛細(xì)管;用在水中能浸潤的毛 V V
有 ２＝ ３,代入數(shù)據(jù)解得T＝４００K．
巾能更好地吸汗;建造房屋時(shí),在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂 T０ T
過瀝青的厚布是為了切斷毛細(xì)管,油氈和涂瀝青的厚布在水中都 ２１３．(１)p１＝１．２p　(２)３
不浸潤． 解析:(１)設(shè)閥門 K閉合時(shí)A 中氣體的壓強(qiáng)為p１,活塞橫截
課后鞏固
面積為S,根據(jù)玻意耳定律有
１．A　２．D?。常瓵?。矗瓺　５．D?。叮瓵?。罚瓵 p１ LS＝１．２p LS,
本章評估 解得p１＝１．２p ．
一、１．A?。玻瓹?。常瓹　４．C?。担瓸　６．C?。罚瓵?。福瓹?。梗瓵 (２)因?yàn)锽 氣體氣壓也降為p,由(１)可知B 氣體的總體積將
二、１０．(１)使封閉氣體與外界進(jìn)行充分的熱交換,保持封閉氣體 變?yōu)閂′B ＝１．２LS,
１ p０V０ 瓶中B 氣體剩余的體積為VB２＝(２L－１．２L)S＝０．８LS,的溫度不變　(２) 　(３)Δp＝ 大氣壓強(qiáng)V V －p０　 設(shè)B 中剩余氣體質(zhì)量為mB２,漏氣前 B 中氣體的質(zhì)量為
解析:(１)由于推動(dòng)活塞的時(shí)候?qū)怏w做功,改變氣體的內(nèi) mB ,則有
能,氣體的溫度會(huì)發(fā)生變化．因而需要等一會(huì)兒,使封閉氣體與外 mB２ VB ２＝ρ ２ ＝ ．
界進(jìn)行充分的熱交換,保持封閉氣體的溫度不變． mB ρV′B ３
(２)根據(jù)pV＝k,p＝p０＋Δp, 第三章　熱力學(xué)定律
１
聯(lián)立可得 Δp＝k V －p０． 第１、２節(jié)　功、熱和內(nèi)能的改變
１
故x 軸為 熱力學(xué)第一定律V ．
知識梳理
(３)由于pV＝p０V０,
一、１．(１)能量　吸熱　放熱　(２)①上升　②熱效應(yīng) 　(３)方式
pV
故 Δp＝
０ ０
V －p０． ２．
(１)自身狀態(tài)　絕熱　變化　(２)ΔU＝W
, 二、 ()溫度 ()溫度由數(shù)學(xué)一次函數(shù)的知識可知 圖像縱軸截距的絕對值的物理 １．１ 　 ２ 　熱量?。玻?１)內(nèi)能　(２)ΔU＝Q　
, (３)①內(nèi)能?、谵D(zhuǎn)化　內(nèi)能的轉(zhuǎn)移含義是p０ 即表示大氣壓強(qiáng)．
三、１．熱傳遞　等效的　２．(１)熱量　所做的功　(２)ΔU＝Q
() ; p０S T１１．１２p０ m = 　(２)g ２ ＋W
h 典例精解
解析:(１)由玻意耳定律得:p０hS＝pt ２S
,
【典例１】　C　解析:由F 通過活塞對密閉的理想氣體做正
解得:pt＝２p０． 功,容器及活塞絕熱,知Q＝０,由功和內(nèi)能的關(guān)系知理想氣體內(nèi)
對活塞由平衡條件可知:ptS＝p０S＋mg, pV
能增大,溫度T 升高,再根據(jù) ＝C,體積V 減小,壓強(qiáng)p 增大,T
所以: pSm＝ ０ ．
g 故C正確．
(２)緩慢移走沙子,同時(shí)改變溫度保持活塞位置不變．也就是 變式１:D　解析:絕熱膨脹過程是指氣體膨脹過程未發(fā)生熱
最后,活塞受到的壓強(qiáng)重新變?yōu)閜０,則沙子移走前后,由查理定律 傳遞,膨脹過程氣體體積增大,氣體對外界做功,W ＜０,由 ΔU＝
pt p０ U２－U１＝W 可知,氣體內(nèi)能減少．由于氣體分子間的勢能可忽略,可知:
T ＝T′． 故氣體分子的平均動(dòng)能減?。?D正確．
T
所以:T′＝ ． 【典例２】　(１)９２７℃　(２)減少,減少了３５kJ２
解析:(１)根據(jù)查理定律得
１２．(１)１５cm　(２)４００K
p１ p２
解析:(１)設(shè)玻璃管橫截面積為S, T ＝
,
T p１＝p０
,T１＝３００K,p２＝４p０,
１ ２
狀態(tài)１　p１＝p０,V１＝L１S 解得T２＝１２００K,則t２＝９２７℃．
狀態(tài)２　p２＝p０＋ρgL２,V２＝L３S (２)由熱力學(xué)第一定律 ΔU＝Q＋W,
氣體溫度不變,有p１V１＝p２V２,代入數(shù)據(jù)解得L３＝１５cm． 得 ΔU＝－２０kJ－１５kJ＝－３５kJ,故內(nèi)能減少了３５kJ．
(２)加熱過程發(fā)生等壓變化,狀態(tài)p３＝p２,V３＝V１． 變式２:(１)０．６J　(２)０．２J
１１３
解析:(１)氣體溫度不變,內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律 ΔU＝ 對外做功的機(jī)器,這是人們的美好愿望,但它違背了能量守恒定
Q＋W,則Q＝ΔU－W＝０－(－０．６J)＝０．６J． 律,這也是它不能制成的原因．故 D正確,A、B、C錯(cuò)誤．
(２)由熱力學(xué)第一定律得 ΔU＝Q＋W ＝０．３J＋(－０．１J)＝ 【典例２】　B　解析:凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀熱現(xiàn)象都具有
０．２J,內(nèi)能增加了０．２J． 方向性．無論采用任何設(shè)備和手段進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化,熱機(jī)的效率不
當(dāng)堂訓(xùn)練 可能達(dá)到１００％,故熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故
１．C　２．B　３．C　４．B?。担瓺?。叮瓺?。罚瓵?。福瓹　９．A A正確,B不正確;火力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí),能量轉(zhuǎn)化的過程為內(nèi)能→
１０．(１)１．１×１０６Pa　(２)８２J 機(jī)械能→電能,因?yàn)閮?nèi)能→機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程中會(huì)對外放出熱
解析:(１)設(shè)壓縮后氣體的壓強(qiáng)為p,活塞的橫截面積為S,l０ 量,故燃?xì)獾膬?nèi)能必然不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?故 C正確;熱量從低
＝２２cm,l＝２cm,V０＝l０S,V＝lS,緩慢壓縮,氣體溫度不變． 溫物體傳遞到高溫物體不能自發(fā)進(jìn)行,必須借助外界的幫助,結(jié)
由玻意耳定律得p０V０＝pV 果會(huì)帶來其他影響,這正是熱力學(xué)第二定律第一種(克勞修斯)表
解得p＝１．１×１０６Pa． 述的主要思想,故 D正確．
(２)大氣壓力對活塞做功W１＝p０S(l０－l)＝２J 變式２:D　解析:由于氣體始終通過汽缸與外界接觸,外界
人做功W２＝１００J 溫度不變,活塞桿與外界連接并使其緩慢地向右移動(dòng)過程中,有
由熱力學(xué)第一定律得 ΔU＝W１＋W２＋Q 足夠時(shí)間進(jìn)行熱交換,氣體等溫膨脹,所以汽缸內(nèi)的氣體溫度不
Q＝－２０J 變,內(nèi)能也不變,該過程氣體是從單一熱源即外部環(huán)境吸收熱量,
代入數(shù)據(jù)解得 ΔU＝８２J． 即全部用來對外做功才能保證內(nèi)能不變,此過程既不違背熱力學(xué)
課后鞏固 第二定律,也不違背熱力學(xué)第一定律,此過程由外力對活塞做功
１．C?。玻瓺　３．D　４．C　５．C?。叮瓸?。罚瓺 來維持,如果沒有外力 F 對活 塞 做 功,此 過 程 不 可 能 發(fā) 生,D
８．(１)Q－０．１p０SL＋０．１LG　(２)１．１T０ 正確．
解析:(１)
G
密封氣體的壓強(qiáng)p＝p － 當(dāng)堂訓(xùn)練０ S
１．A　２．A?。常瓹?。矗瓸　５．D?。叮瓺?。罚瓸?。福瓸?。梗瓺
密封氣體對外做功W＝pS×０．１L
課后鞏固
由熱力學(xué)第一定律 ΔU＝Q－W
１．D　２．A　３．B?。矗瓹?。担瓹?。叮瓺　７．B
得 ΔU＝Q－０．１p０SL＋０．１LG．
(２)因該過程是等壓變化,由蓋 呂薩克定律有 本章評估
LS (L＋０．１L)S 一、１．D?。玻瓸　３．D?。矗瓺?。担瓸　６．D?。罚瓸?。福瓵?。梗瓹,解得
T ＝ T＝１．１T０．０ T 二、１０．(１)等壓　(２)降低　(３)放熱　(４)p２(V３－V１)－p１(V３
第３、４節(jié)　能量守恒定律 －V２)
熱力學(xué)第二定律 解析:(１)因?yàn)闅怏w從A 到B 壓強(qiáng)不變,所以是等壓過程．
知識梳理 ( p p２)因?yàn)閺腂 到C 為等容過程,由查理定律 １ ＝ ２ 可知溫T１ T２
一、１．(１)產(chǎn)生　消失　轉(zhuǎn)化　轉(zhuǎn)移　總量　(２)①轉(zhuǎn)化?、谀?br/>度降低．
量守恒?。玻?１)對外做功　(２)能量守恒　(３)失敗
(３)因?yàn)閺腃 到D 為等壓壓縮過程,體積減小,溫度降低,因
二、１．(１)低溫　高溫　方向性　(２)①高溫　低溫?、诘蜏亍?br/>此外界對氣體做功,內(nèi)能減?。蔁崃W(xué)第一定律 ΔU＝W＋Q 可
高溫　③不可逆的?。玻?１)①化學(xué)能　內(nèi)能　做功　機(jī)械能　
知,氣體放出熱量．
W
②機(jī)械功W　熱量Q　 ()完全變成有用功Q ×１００％　 ２ (４)從A 到B 過程體積增大,氣體對外界做功W１＝p２(V３－
三、１．內(nèi)能　２．較小　較大　自動(dòng)?。常较颉。矗焚|(zhì)　高品質(zhì) V１)．從B 到C 過程體積不變,不做功．從C 到D,外界對氣體做功
　低品質(zhì) W２＝p１(V３－V２),所以從A→B→C→D 過程中,氣體對外界所
典例精解 做的總功W＝W１－W２＝p２(V３－V１)－p１(V３－V２)．
【典例１】?。玻癑　解析:由能量守恒定律可知,內(nèi)能的增加等 １１．(１)１×１０５J　(２)－２×１０４J
于活塞和物體重力勢能的減少,ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(１５＋５) 解析:封閉氣體做等壓變化的壓強(qiáng)為p,
×１０×(５０－４０)×１０－２J＝２０J． 外界對氣體做功:
變式１:D　解析:永動(dòng)機(jī)是不消耗任何能量卻能源源不斷地 W＝FS＝pS Δh＝p ΔV,
１１４
解得:W＝１．０×１０５J． 射強(qiáng)度都增加,且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng),當(dāng)
(２)由熱力學(xué)第一定律得,氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化: 溫度降低時(shí),上述變化都將反過來．
ΔU＝Q＋W＝－１．２×１０５＋１．０×１０５J＝－２×１０４J． 變式１:A　解析:因只要每秒有６個(gè)綠光的光子射入瞳孔,
１２．(１)２５１J　(２)放熱?。玻梗矹 E眼睛就能察覺．所以察覺到綠光所接收的最小功率P＝ ,式中
解析:(１)
t
由熱力學(xué)第一定律可得a→c→b過程系統(tǒng)增加的
( ) , , c ６×６．６３×１０
－３４×３×１０８
內(nèi)能 ΔU＝W＋Q＝ －１２６＋３３５ J＝２０９J 由a→d→b過程有 E＝６ε 又ε＝hν＝h ,可解得λ P＝ ５３０×１０－９ W
ΔU＝W′＋Q′ ≈２．３×１０－１８ W．
得Q′＝ΔU－W′＝[２０９－(－４２)]J＝２５１J,為正,即有２５１J 【典例２】　D　解析:由題中圖像可得用色光乙照射光電管
的熱量傳入系統(tǒng)． 時(shí)遏止電壓大,使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大,所以色光乙的
(２)由題意知系統(tǒng)由b→a過程內(nèi)能的增量 頻率大,光子的能量大．由題中圖像可知,色光甲的飽和光電流大
ΔU′＝－ΔU＝－２０９J 于色光乙的飽和光電流,故色光甲的光強(qiáng)大于色光乙的光強(qiáng),A,
根據(jù)熱力學(xué)第一定律有 Q″＝ΔU′－W″＝(－２０９－８４)J＝ B錯(cuò)誤;如果使色光乙的強(qiáng)度減半,則只是色光乙的飽和光電流
－２９３J 減半,在特定的電壓下,色光乙產(chǎn)生的光電流不一定比色光甲產(chǎn)
負(fù)號說明系統(tǒng)放出熱量,熱量傳遞為２９３J． 生的光電流小,C錯(cuò)誤;因色光乙的頻率大于色光甲的,故另一個(gè)
１
１３．(１) p０LS　(２)
１
內(nèi)能減少了 (mv２＋p０LS) 光電管加一定的正向電壓,如果色光甲能使該光電管產(chǎn)生光電２ ２
流,則色光乙一定能使該光電管產(chǎn)生光電流, 正確
解析:(１)
D ．
設(shè)大氣作用在活塞上的壓力為F,則:F＝p０S
變式２:D　解析:金屬存在截止頻率,超過截止頻率的光照
１
根據(jù)功的定義式W＝FL 得W＝２p０LS． 射金屬時(shí)才會(huì)有光電子射出．射出的光電子的動(dòng)能隨頻率的增大
(２)設(shè)活塞離開汽缸時(shí)動(dòng)能為E ,則 而增大,k 動(dòng)能小時(shí)不能克服反向電壓,也不能有光電流．入射光的
１ 頻率低于截止頻率,不能產(chǎn)生光電效應(yīng),與光照強(qiáng)弱無關(guān),選項(xiàng)
Ek＝２mv
２
A,B錯(cuò)誤;電路中電源正、負(fù)極接反,對光電管加了反向電壓,若
根據(jù)能量守恒定律得 該電壓超過了遏止電壓,也沒有光電流產(chǎn)生,D正確;光電效應(yīng)的
１ １ １
ΔE＝－ mv２－ pLS＝－ (mv２＋pLS) 產(chǎn)生與光照時(shí)間無關(guān), 錯(cuò)誤２ ２ ０ ２ ０
C ．
當(dāng)堂訓(xùn)練
１
即內(nèi)能減少了 (
２ mv
２＋p０LS)． １．C?。玻瓹?。常瓵?。矗瓹?。担瓺?。叮瓸?。罚瓹?。福瓸　９．B
第四章　原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性 １０．
(１)C　(２)減小　光電子受到金屬表面層中力的阻礙作
用(或需要克服逸出功)
第１、２節(jié)　普朗克黑體輻射理論　光電效應(yīng) 解析:由于光的頻率一定,它們的截止電壓相同,A,B不正
知識梳理 確．光越強(qiáng),電流越大,C正確．由于光電子受到金屬表面層中力的
一、１．(１)電磁波　溫度　較短波長　(２)完全　絕對黑體　黑 阻礙作用(或需要克服逸出功),光電子的動(dòng)量變?。?br/>體　(３)①溫度?、跍囟取≡黾印〔ㄩL較短　(４)①熱學(xué)　電磁 課后鞏固
學(xué)　②短波區(qū)　長波區(qū)?、坶L波區(qū)　短波區(qū) １．B?。玻瓸?。常瓵?。矗瓹?。担瓺?。叮瓺?。罚瓹?。福瓵?。梗瓸
２．(１)整數(shù)倍　能量子　(２)普朗克常量?。叮叮玻丁粒保埃常础?１０．(１)３．５×１０１２個(gè)　(２)６．０×１０－１９J　(３)６．０×１０－１９J
(３)量子化　分立的　(４)①波長分布?、谀芰窟B續(xù)變化 解析:(１)設(shè)每秒內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)為n,則:
二、１．電子　２．光電子　３．(１)飽和　一定　越大　越多　 It ０．５６×１０－６×１n＝ ＝ －１９ ＝３．５×１０１２(個(gè))．
( e １．６×１０２)遏止　初速度　強(qiáng)弱　一樣的　頻率　低于　(３)瞬時(shí)性　
(２)由光電效應(yīng)方程可知:
４．脫離　最小值　不同
、 () c c １ １三 １．１ 發(fā)射　吸收　光本身　能量子　hν　(２)頻率?。玻?１)一 Ek＝hν－W０＝hλ －h(huán)λ ＝hc(λ －０ λ )０
個(gè)光子　hν　逸出功W０　初動(dòng)能Ek　(２)hν－W０?。常?１)頻率 在 A,K間加電壓U 時(shí),電子到達(dá)陽極時(shí)的動(dòng)能為Ekm,
強(qiáng)弱　＞　(２)一次性　需要　(３)光子數(shù)　光電子
Ekm＝Ek＋eU＝hc( １ １λ －λ ) ＋eU．典例精解 ０
【典例１】　B　解析:由題圖可知,隨溫度升高,各種波長的輻 代入數(shù)值得:Ekm≈６．０×１０－１９J．
１１５
(３)根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng) q ８．０２×１０－１９
＝ －１９ ≈５,
度無關(guān)．如果電壓U 不變,則電子到達(dá) A極的最大動(dòng)能不會(huì)變,仍 e １．６×１０
－１９ 因此小油滴所帶電荷量 是電子電荷量 的為６．０×１０ J． q e ５
倍．
課后鞏固
第３節(jié)　原子的核式結(jié)構(gòu)模型
１．C?。玻瓵?。常瓸?。矗瓹　５．C?。叮瓺?。罚瓺?。福瓵
知識梳理
９．２．１９×１０６ m/s　６．５８×１０１５ Hz　２．１７×１０－１８J?。保埃怠?br/>一、１．陰極　２．熒光　３．陰極射線
１０－３ A
二、１．(１)電場　磁場　負(fù)　(２)不同材料　相同　(３)大致相同
解析:根據(jù)庫侖力提供電子繞核旋轉(zhuǎn)的向心力可知
小得多　電子?。玻娮印』尽。常?１)密立根　油滴實(shí)驗(yàn)　
e２ v２
１．６０２×１０－１９　(２)e的整數(shù)倍　(３) k ２ ＝m
,
１８３６ r r
三、１．球體　正電荷　電子?。玻?１)金箔　熒光屏　(２)①仍沿 k
v＝e
原來?、诖蠼嵌取、鄞笥冢梗啊恪?３)核式結(jié)構(gòu) rm
四、１．原子核　正電荷　質(zhì)量　電子?。玻保埃保?m?。保埃保?m ９×１０９
＝１．６×１０－１９× /
典例精解 ０．５３×１０
－１０×９．１×１０－３１ ms
６
【 】 /典例１ 　D　解析:陰極射線是由陰極直接發(fā)出的,故 A錯(cuò) ≈２．１９×１０ ms．
誤;只有當(dāng)兩極間有高壓且陰極接電源負(fù)極時(shí),陰極中的電子才 , v ２．１９×１０
６
而v＝２πfr 即f＝２πr＝２×３．１４×０．５３×１０－１０ Hz＝６．５８×
會(huì)受到足夠大的庫侖力作用而脫離陰極成為陰極射線,故 B錯(cuò)
１０１５ Hz,
誤,D正確;陰極射線是真空玻璃管內(nèi)由陰極發(fā)出的射線,C錯(cuò)誤．
１ ２ １ ke
２
變式１:

A　解析:陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流,所以在 Ek＝２mv ＝２ r
電場中偏向正極板一側(cè),選項(xiàng) A正確;由于電子帶負(fù)電,所以其受 １ ９×１０９×(１．６×１０－１９)２
＝ × －１０ J≈２．１７×１０－１８J．
力情況與正電荷不同,選項(xiàng) B錯(cuò)誤;不同材料所產(chǎn)生的陰極射線 ２ ０．５３×１０
都是電子流,所以它們的比荷是相同的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在湯姆孫實(shí) 設(shè)電子運(yùn)動(dòng)周期為T,則
驗(yàn)證實(shí)陰極射線就是帶負(fù)電的電子流時(shí)并未得出電子的電荷量, １ １T＝ ＝ １５ s≈１．５２×１０－１６s,f ６．５８×１０
最早測量電子電荷量的是美國科學(xué)家密立根,選項(xiàng) D錯(cuò)誤．
電子繞核的等效電流:
【典例２】　C　解析:α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:絕大多數(shù)α粒子
q e １．６×１０－１９ －３
沿原方向前進(jìn),少數(shù)α粒子有大角度散射．所以A 處觀察到的粒 I＝t ＝T ＝１．５２×１０－１６ A≈１．０５×１０ A．
子數(shù)多,B 處觀察到的粒子數(shù)少,所以選項(xiàng) A、B錯(cuò)誤;α粒子發(fā)生
１０．(１)垂直紙面向里　(２)
Esinθ
２
散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用,所以選項(xiàng) D 錯(cuò) B L
誤,C正確． 解析:(１)根據(jù)題意,在D,E 區(qū)加上磁場時(shí),電子受到的洛倫
變式２:D　解析:由于α粒子有很強(qiáng)的電離作用,其穿透能力 茲力應(yīng)向下,由左手定則可判斷,磁場方向垂直紙面向里．
很弱,所以該實(shí)驗(yàn)要在真空中進(jìn)行,選項(xiàng) A正確;α粒子打在熒光 (２)當(dāng)電子在D,E 間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),有eE＝evB
２
屏上會(huì)有閃光,為了觀察大角度散射,帶有熒光屏的顯微鏡可以 mv當(dāng)電子僅在D,E 間的磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí),有evB＝ ,同r
在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng),選項(xiàng)B、C正確,選項(xiàng) D不正確．
, , e Esinθ當(dāng)堂訓(xùn)練 時(shí)又有L＝rsinθ 如圖所示 可得m ＝ B２L ．
１．C?。玻瓺　３．B?。矗瓺?。担瓺?。叮瓹　７．B?。福瓺?。梗瓸
１０．８．０２×１０－１９C　５倍
解析: ４小油滴質(zhì)量m＝ρV＝ρ ３,３πr
由題意知mg＝qE,
聯(lián)立上式可得q＝ρ
４πr３g
３E １１．
(１)－２．７×１０－４v０　(２)－１．９６v０
０．８５１×１０３×４π×(１．６４×１０－６)３
解析:α粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞,動(dòng)量和能量均×９．８
＝ ３×１．９２×１０５ C 守恒,
≈８．０２×１０－１９C． 由動(dòng)量守恒得mαv０＝mαv′１＋mv′２,
１１６
１ ２ １ (２ １ ２, ２
)頻率最高的光子能量最大,對應(yīng)的躍遷能級差也最大,即
由能量守恒得
２mαv０＝２mαv′１ ＋２mv′２ 從n＝４躍遷到n＝１發(fā)出的光子能量最大,根據(jù)玻爾第二假設(shè),
m －m
解得v′ α１＝mα＋mv０． 發(fā)出光子的能量:hν＝－E１ ( １ １２ － ２ ) 代入數(shù)據(jù),解得:ν≈３．１×１ ４
２m
速度變化 Δv＝v′１－v０＝－ v ． １０１５m ＋m ０ Hz．α
(３)波長最長的光子能量最?。畬?yīng)的躍遷的能級差也最小．
(１)
１
與電子碰撞,將me＝ 代入得７３００mα c ch
即從n＝４躍遷到n＝３,所以h λ ＝E４ －E３
,λ＝
Δv ≈－２．７×１０－４v ． E
＝
４－E３
１ ０
(２)與金原子核碰撞,將m ＝４９m 代入得 ３×１０
８×６．６３×１０－３４ －６
Au α (－０．８５＋１．５１)×１．６×１０－１９ m≈１．８８４×１０ m．
Δv２＝－１．９６v０．
變式２:B　解析:基態(tài)的氫原子的能級值為－１３．６eV,吸收
第４節(jié)　氫原子光譜和玻爾的原子模型 １３．０６eV的能量后變成－０．５４eV,原子躍遷到n＝５能級,由于氫原
知識梳理 ( ) ( )
子是大量的, nn－１ ５× ５－１故輻射的光子種類是 ＝ ＝１０(種)．
一、１．波長?。玻?１)亮線　(２)光帶?。常€狀譜　不同　特征　 ２ ２
４．(１)特征譜線 當(dāng)堂訓(xùn)練
１ １．C?。玻瓹?。常瓹　４．A?。担瓸?。叮瓺?。罚瓸?。福瓺?。梗瓹
二、１．(１)內(nèi)部　(３)①λ ＝R
１ １
∞ (２２ － ) (n＝３,４,n２ ５ )?、诜?１０．－１．５１eV　１．５１eV　－３．０２eV
立?。玻?１)穩(wěn)定性　分立　(２)原子
解析: １氫原子能量E３＝３２E１≈－１．５１eV三、１．(１)庫侖　原子核　(２)量子化　(３)穩(wěn)定　電磁輻射　
電子在第三軌道時(shí)半徑為r ＝n２r ＝３２２．不同　量子化　能級　定態(tài)　基態(tài)　激發(fā)態(tài)?。常S遷　放出 ３ １ r１＝９r１,
E －E 　頻率　輻射 電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由庫侖力提供,所以n m
四、１．(１)①E －E 　②定態(tài)軌道　里德伯常量　(２)兩個(gè)能級 ke
２ mev２３
n m
r２ ＝
,
３ r３
差　分立　分立?。玻?１)量子觀念　定態(tài)和躍遷　氫原子　
１ ke２
(２)經(jīng)典粒子　軌道　(３)概率　云霧　電子云 聯(lián)立上式可得電子動(dòng)能為Ek３＝２mev
２
３＝２×３２r１
典例精解 ９×１０９×(１．６×１０－１９)２
＝２×９×０．５３×１０－１０×１．６×１０－１９ eV≈１．５１eV．【典例１】　B　解析:熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光
譜是連續(xù)光譜,故 A錯(cuò)誤;線狀譜和吸收光譜都可以用來進(jìn)行光 由于E３＝Ek３＋Ep３,故原子的電勢能為
譜分析,B正確;太陽光譜中的暗線,說明太陽大氣中含有與這些 Ep３＝E３－Ek３＝－１．５１eV １．５１eV＝－３．０２eV．
暗線相對應(yīng)的元素,C錯(cuò)誤;發(fā)射光譜有連續(xù)譜和線狀譜,D錯(cuò)誤． 課后鞏固
變式１:C　解析:巴耳末公式是根據(jù)氫原子光譜總結(jié)出來的． １．B?。玻瓺　３．A　４．A　５．D?。叮瓺?。罚瓹?。福瓹　９．A
氫原子光譜的不連續(xù)性反映了氫原子發(fā)光的分立性,即輻射波長 １０．(１)１３．６eV　(２)－２７．２eV　(３)９．１４×１０－８ m
的分立特征,其波長的分立值不是人為規(guī)定的,選項(xiàng)C正確． 解析:(１)設(shè)處于基態(tài)的氫原子核外電子速度大小為v１,則
【典例２】　(１)６條　(２)３．１×１０１５ Hz　(３)１．８８４×１０－６ m e２ mv２k １,所以電子的動(dòng)能
解析:(１)處于基態(tài)的氫原子吸收光子后,被激發(fā)到n＝４的 r
２ ＝
１ r１
２
激發(fā)態(tài),這群氫原子的能級如圖所示,由圖可以判斷,這群氫原子 １ ２ ke ９×１０
９×(１．６×１０－１９)２
Ek１＝２mv１＝２r ＝２×０５．３×１０－１０×１６．×１０－１９eV≈１３６．eV．１
可能發(fā)生的躍遷共有６種,所以它們的譜線共有６條．也可由 C２４ (２)因?yàn)镋１＝Ek１＋Ep１,所以Ep１ ＝E１－Ek１ ＝－１３．６eV－
＝６直接求得．
１３．６eV＝－２７．２eV．
(３)設(shè)用波長為λ的光照射可使氫原子電離,有
hc
λ ＝０－E１
,
hc －６．６３×１０－３４×３×１０８
所以λ＝－E ＝１ －１３．６×１．６×１０－１９ m
≈９．１４×１０－８ m．
１１７
第５節(jié)　粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立 () h h h ６．６３×１０－３４３ 由λ＝ ＝ 得mv v３＝ /p３ ３ mλ＝５×４００×１０－９ ms＝３．３１５
知識梳理
×１０－２８ m/s．
一、 () ε h１．１ 波動(dòng)性　運(yùn)動(dòng)　物質(zhì)波　(２)h 　 ?。玻?br/>(１)干涉　 課后鞏固
p
(２)電子　電子　(３)①波動(dòng)性　②動(dòng)量　很小 １．D?。玻瓹?。常瓵　４．D?。担瓺　６．C
、 () ７．(１)
－１６ () －１５ () －１１
二 １．１ 黑體輻射　 光電效應(yīng) 　 散射 　 氫原子 　 物質(zhì)波 　 ４．９６×１０ J　 ２２．３×１０ J　 ３２．２×１０ m
() 解析:()電子在磁場中半徑最大時(shí)對應(yīng)的初動(dòng)能最大 洛倫２ 量子力學(xué)?。玻?１)粒子　(２)光學(xué)　(３)固體 １ ．
２
典例精解 , v , １茲力提供向心力 則有evB＝m Ekm＝ mv２,r ２
【典例１】　 D　解析:個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性,大量光
e２r２B２
子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性;光與物質(zhì)相互作用,表現(xiàn)為粒子性,光的 解得Ekm＝ ２m ．
傳播表現(xiàn)為波動(dòng)性,光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性,頻 代入數(shù)據(jù)解得Ekm≈４．９６×１０－１６J．
率高的光粒子性強(qiáng),頻率低的光波動(dòng)性強(qiáng),光的粒子性表現(xiàn)明顯 (２)由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得Ekm＝hν－W,
時(shí)仍具有波動(dòng)性,因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€(gè)別行為呈現(xiàn)出波動(dòng)規(guī)律,故 c
ν＝ ,
正確選項(xiàng)為 D． λ
變式１:D　解析:由于彈子球德布羅意波長極短,故很難觀 hc故W＝λ －Ekm．
察其波動(dòng)性,而無線電波波長為３．０×１０２ m,所以通常表現(xiàn)出波
帶入數(shù)據(jù)解得W≈２．３×１０－１５J．
動(dòng)性,很容易發(fā)生衍射,而金屬晶體的晶格線度大約是１０－１０ m 數(shù)
量級, h所以波長為１．２×１０－１０ m 的電子可以觀察到明顯的衍射現(xiàn) (３)由物質(zhì)波波長公式可得λ′＝ ,p
象,故由表中數(shù)據(jù)可知 A,B,C,不可知 D． 電子的動(dòng)量p＝mv．
【典例２】　C　解析:光波是一種電磁波,A 項(xiàng)錯(cuò);宏觀物體 解得λ′≈２．２×１０－１１ m．
由于動(dòng)量太大,德布羅意波長太小,所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)
本章評估
象,但仍具有波動(dòng)性,D項(xiàng)錯(cuò);X光是波長極短的電磁波,是光子,
一、
它的衍射不能證實(shí)物質(zhì)波的存在,B項(xiàng)錯(cuò)．只有C項(xiàng)正確． １．C　２．B?。常瓺?。矗瓺?。担瓵?。叮瓺?。罚瓹　８．A
: 、 () ()變式２ ８．６９×１０－２nm 二 ９．１C　 ２ 減小　光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用
　(３)不能發(fā)生光電效應(yīng),理由見解析
: １
．
解析 已知
２m
２
０v ＝Ek＝eU, 解析:(１)入射光的頻率相同,則光電子的最大初動(dòng)能相同,
h
p＝ , １λ 由－eU＝－ mv
２
m 知,兩種情況下遏止電壓相同,選項(xiàng) A, 錯(cuò)２ B
p２ , 誤;光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比,所以強(qiáng)光的光電流比Ek＝２m０ 弱光的光電流大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤．
h h
所以λ＝ ＝ ． (２)光電子動(dòng)量的大小減小,因?yàn)楣怆娮邮艿浇饘俦砻鎸又?br/>２m０Ek ２em０U
力的阻礙作用．
把U＝２００V,m －３１０＝９．１×１０ kg,
(３)氫原子放出的光子能量E＝E２－E１,
代入上式解得λ≈８．６９×１０－２nm．
代入數(shù)據(jù)得E＝１．８９eV．
當(dāng)堂訓(xùn)練
金屬鈉的逸出功W０＝hνc,代入數(shù)據(jù)得W０＝２．３eV．
１．C　２．B?。常瓹?。矗瓹　５．D　６．C?。罚瓹?。福瓹?。梗瓹　
因?yàn)镋＜W０,所以不能發(fā)生光電效應(yīng)．
１０．D　１１．D
() () ()
１２．(１)６．６３×１０－３７ m　(２)４４．２×１０－４３ m　(３)３．３１５×１０－２８ /
１０．１ －３．４eV　 ２３．４eV　 ３ －６．８eV
ms
:() :( E １３．６解析 １ 炮彈的德布羅意波長為 解析 １)由En＝
１
２ 可得n E２＝－ ２２ eV＝－３．４eV
,即為原
h h ６．６３×１０－３４
λ１＝ ＝ －３７ 子系統(tǒng)具有的能量p１ mv
＝
１ ５×２００
m＝６．６３×１０ m． ．
２ ２
h h () ke mv , １ ２ ke
２ ke２
() 由 得 ,２ 它以光速運(yùn)動(dòng)時(shí)的德布羅意波長為λ２ ＝ ＝mv ＝
２ F＝r２ ＝r Ek２＝ mv ＝２ ２ ２ ２r
＝
２ ８rp １２ ２
－３４ 代入數(shù)據(jù),解得６．６３×１０ Ek２＝３．４eV
,
５×３×１０８ m＝４．４２×１０
－４３ m． 即電子在軌道上的動(dòng)能為３．４eV．
１１８
(３)由Epn＝En－Ekn,得Ep２＝－６．８eV,即電子具有的電勢 受到的洛倫茲力向下,軌跡都是圓?。蒙渚€不帶電,做直線運(yùn)
能為－６．８eV． 動(dòng)．所以 A、B錯(cuò)誤,C正確;如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向
１１．(１)１０種　(２)４．１７m/s １
下的勻強(qiáng)電場時(shí),由于α粒子速度約是光速的 ,而 粒子速度
解析:(１)可以有n＝C２＝１０(種)不同頻率的光輻射． １０
β
５
() 接近光速,所以在同樣的混合場中不可能都做直線運(yùn)動(dòng), 錯(cuò)誤２ 由題意知?dú)湓訌膎＝５能級躍遷到n＝１能級時(shí),氫原 D ．
變式１:③④?、佗蕖、冖荨〗馕?由放射現(xiàn)象中 射線帶正子具有最大反沖速率． α
電,β射線帶負(fù)電,γ射線不帶電,結(jié)合在電場與磁場中的偏轉(zhuǎn)可氫原子發(fā)生躍遷時(shí)輻射出的光子能量為 E＝ΔE＝|E５－
知②⑤是γ射線,③④是α射線,E ①⑥
是β射線．
１|,
, ( ) 【典例２】　(１)８８　１３８　(２)開始時(shí) 將原子 含核外電子 和即將輻射出去的光子作為一 １４．１×１０
－１７C　(３)８８
(
個(gè)系統(tǒng), ４)１１３∶１１４
, 解析:因?yàn)樵有驍?shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核由動(dòng)量守恒定律可得mHvH－p光 ＝０
外電子數(shù)都是相等的,原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)
hν
光子的動(dòng)量p光 ＝ , ,c E＝hν 之和．由此可得:
hν , / (１)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù),故質(zhì)子數(shù)為氫原子速度為v ＝ 所以v ＝４．１７ms． ８８
,中子數(shù)
H cm HH N 等于原子核的質(zhì)量數(shù)A 與質(zhì)子數(shù)Z 之差,即 N＝A－Z＝２２６
１２．(１)不可以　(２)２７．２eV
－８８＝１３８．
解析:(１)設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v０,完全非彈性碰撞后兩者 (２)鐳核所帶電荷量 Q＝Ze＝８８×１．６×１０－１９ C≈１．４１×
的速度為v,損失的動(dòng)能 ΔE 被基態(tài)原子吸收．
１０－１７C．
若 ΔE＝１０．２eV,則基態(tài)氫原子可由n＝１躍遷到n＝２． (３)鐳原子呈電中性,則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),故核外電子
由動(dòng)量守恒和能量守恒有:
數(shù)為８８．
mv０＝２mv, (４)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為洛倫
１ １ １
２mv
２ ２ ２ ２
０＝ ,２mv ＋２mv ＋ΔE v mv茲力,故有Bqv＝m ,r＝ ．兩種同位素具有相同的核電荷r qB
１
２mv
２
０＝Ek, , , r２２６ ２２６ １１３數(shù) 但質(zhì)量數(shù)不同 故
r ＝２２８ ２２８＝１１４．
Ek＝１３．６eV．
變式２:B　解析:A 選項(xiàng)中,nmX核與nm－１Y核的質(zhì)子數(shù)不同,
, １聯(lián)立上式解得 ΔE＝
１
２ ２mv
２
０＝６．８eV． 不是互為同位素;B選項(xiàng)中nmX核與n－１m Y核的質(zhì)子數(shù)都為m,而質(zhì)
因?yàn)?ΔE＝６．８eV＜１０．２eV,所以不可以使基態(tài)氫原子發(fā)生 量數(shù)不同,則中子數(shù)不同,所以互為同位素;C選項(xiàng)中
n
mX 核內(nèi)中
躍遷． 子數(shù)為n－m,n－２m Y核內(nèi)中子數(shù)為(n－２)－m＝n－m－２,所以中
(２)若使基態(tài)氫原子電離,則 ΔE＝１３．６eV, 子數(shù)不相同;２３５９２U核內(nèi)有１４３個(gè)中子,而不是２３５個(gè)中子．
代入①②③得Ek＝２７．２eV． 當(dāng)堂訓(xùn)練
第五章　原子核 １．A?。玻瓺?。常瓵?。矗瓸?。担瓺?。叮瓵　７．B
８．(１)用一張紙放在射線前即可除去α射線．　(２)見解析圖
第１節(jié)　原子核的組成 　(３)α射線的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑很大,幾乎不偏轉(zhuǎn),故與γ射線無
知識梳理 法分離．
一、１．(１)貝克勒爾　(２)①射線　(３)８３?。福场。玻?１)氦原子核 解析:(１)由于α射線貫穿能力很弱,用一張紙放在射線前即
一張紙　(２)高速電子流　電離　鋁板　(３)電磁波　電離　 可除去α射線．
鉛板 (２)β射線帶負(fù)電,由左手定則可知向上偏轉(zhuǎn),γ射線方向不
二、１．盧瑟?！〉雍恕。常|(zhì)子　中子　核子?。矗|(zhì)量數(shù)　 變,軌跡如圖所示．
電荷數(shù)　５．質(zhì)子數(shù)　中子數(shù)　原子核　同一位置
典例精解
【典例１】　C　解析:由左手定則可知粒子向右射出后,在勻
強(qiáng)磁場中帶正電的α粒子受到的洛倫茲力向上,帶負(fù)電的β粒子
１１９
() , mv, 變式１
:(１)~(２)見解析
３α粒子和電子在磁場中偏轉(zhuǎn) 根據(jù)R＝ 對B α
射線有
q 解析:(１)２３８U→２３４９２ ９０Th＋４２He
m
R ＝ α
vα
１ ,
mv R mvq
對β射線有R ＝
β β
２ ,故
１＝ α α β＝４００．α射線 (２)設(shè)另一新核的速度為v′,鈾核質(zhì)量為２３８m,由動(dòng)量守恒Bqα Bqβ R２ mβvβqα
穿過此磁場時(shí),半徑很大,幾乎不偏轉(zhuǎn),故與γ射線無法分離． : v １２１定律得 ２３８mv＝２３４m ２＋４mv′
得:v′＝ ４v．
課后鞏固
【典例２】　(１)~(２)見解析　(３)２
１．A　２．C　３．A?。矗瓵　５．A?。叮瓹?。罚瓵
解析:(１)２４４Bi →２４４Po＋?。埃福?８４ －１e
８．(１)兩個(gè)暗斑　β射線,γ射線　(２)５∶１８４　(３)１０∶１ ２１０Po →２１０ 　０ ２３４８４ ８５A(chǔ)t＋－１e　 ９０Th →２３４Pa＋ ０９１ －１e
解析:(１)因α粒子貫穿本領(lǐng)弱,穿過下層紙的只有β射線、γ
(２)２３４Th →２３０Ra＋４９０ ８８ ２He
射線,β射線、γ射線在上面的印像紙上留下兩個(gè)暗斑．
２３８ ２３４ ４
() ９２
U → ９０Th＋２He
２ 下面印像紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下
６６Cu →６２ ４
的暗斑 設(shè) 射線、 射線暗斑到中央 射線暗斑的距離分別為 ２９ ２７Co＋２He． α β γ
t
sα、sβ,則 (３)
T
由半衰期公式得m＝m １０ ( ) ,得２
１ H ２ １ H ２s ＝ , ,
qα E
α , ６２aα (v ) sβ ＝ ２aβ (v ) aα ＝ mα m＝６４× ( １α β ２ )
１．２
g＝２g．
q
a β
E
β＝ m ． 變式２:見解析　解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,算出β
s ５ 新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù),然后寫出核反應(yīng)方程．
由以上四式得 α
s ＝１８４．β (１)９Be＋１H →９B＋１４ １ ５ ０n．
() , E ２０４ １ ２０２ ３３ 若使α射線不偏轉(zhuǎn) qαE＝qαvα Bα,所以Bα＝ ,同理 (２)① ８０Hg＋０n → ７８Pt＋２He;vα
②２０４８０Hg＋１０n →２０２７８Pt＋２１１H＋１０n．
, E , Bα v若使β射線不偏轉(zhuǎn) 應(yīng)加磁場Bβ＝ 故
β
vβ B
＝v ＝１０∶１．α (３)２０２β ７８Pt →
２０２
７９Au＋ ０ ２０２ ２０２ ０－１e,７９Au → ８０Hg＋－１e．
第２節(jié)　放射性元素的衰變 當(dāng)堂訓(xùn)練
１．B?。玻瓹?。常瓵?。矗瓺?。担瓵　６．C?。罚瓺?。福瓹
知識梳理
一、１．α粒子　 粒子　原子核?。常碒e　 ０e?。矗?１)電荷數(shù)　 ９．
(１)６０?。玻浮?２)動(dòng)量　(３)基因突變
β ２ －１
解析:(１)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,核反應(yīng)方程式為:６０質(zhì)量數(shù) ２７Co
二、１．半數(shù)　２．核內(nèi)部自身　不同 →
６０ ０
２８Ni＋－１e＋νe,由此得出兩空分別為６０和２８．
三、１．(１)新原子核　(２)盧瑟福　１７O＋１H　質(zhì)量數(shù)　電荷數(shù)　 (２)衰變過程遵循動(dòng)量守恒定律．原來靜止的核動(dòng)量為零,分８ １
２．(１)放射性　(２)３０P＋１n 裂成兩個(gè)粒子后,這兩個(gè)粒子的動(dòng)量和應(yīng)還是零,則兩粒子徑跡１５ ０
、 ０四 １．穿透本領(lǐng)?。玻嗤摹。常衅茐淖饔?必在同一直線上．現(xiàn)在發(fā)現(xiàn) Ni和－１e的運(yùn)動(dòng)徑跡不在同一直線
典例精解 上,如果認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有 Ni和 ０－１e,就一定會(huì)違背動(dòng)量守恒
【典例１】　(１)８次α衰變和６次β衰變　(２)１０?。玻?定律．
(３)２３８９２U→２０６ ４８２Pb＋８２He＋６?。埃眅 (３)用γ射線照射種子,會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生突變,從而
解析:(１)設(shè)２３８９２U衰變?yōu)椋玻埃叮福睵b經(jīng)過x 次α衰變和y 次β衰變． 培育出優(yōu)良品種．
由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得 課后鞏固
２３８＝２０６＋４x, １．B　２．A?。常瓺?。矗瓺?。担瓺?。叮瓵
９２＝８２＋２x－y, ７．(１)１４C →１４６ ７N＋ ０－１e　(２)１７１９０年
聯(lián)立解得x＝８,y＝６． 解析:(１)１４C→１４６ ７N＋ ０－１e．
即一共經(jīng)過８次α衰變和６次β衰變． (２)活體中１４６C含量不變,生物死亡后,１４６C開始衰變,設(shè)活體
(２)由于每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少２,每發(fā)生 中１４６C的含 量 為 m０,遺 骸 中 為 m,則 由 半 衰 期 的 定 義 得 m ＝
一次β衰變中子數(shù)減少１,而質(zhì)子數(shù)增加１,故２０６Pb較２３８８２ ９２U質(zhì)子數(shù) t t１ τ , １ τ , t, 即 解 得 ,所 以少１０ 中子數(shù)少２２． m０ ( ２ ) ０．１２５＝ ( ２ ) τ ＝３ t＝３τ＝
(３)衰變方程為２３８U →２０６Pb＋８４ ０９２ ８２ ２He＋６－１e． １７１９０年．
１２０
()
８．(１)２２８Ra →２２４ ４
１ ５７ ３ 釋放核能
８８ ８６Rn＋２He　(２)５６E１　５６E１ ΔE＝Δmc２＝３．０９×１０－２９×(３×１０８)２J＝２．７８１×１０－１２J．
解析:(１)２２８８８Ra→２２４ ４８６Rn＋２He． 【典例２】　C　解析:組成原子核的核子越多,它的比結(jié)合能
(２)由動(dòng)量守恒定律得m１v１－m２v２＝０,式中m１、m２、v１、v２ 并不是越大,只有比結(jié)合能越大,原子核中的核子結(jié)合得越牢固,
分別為α粒子及新核的質(zhì)量和速度,則反沖核的動(dòng)能為:E２＝ 原子核才越穩(wěn)定,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤．
１ ２２ １ (m１ v１ ) m１ １m２v２＝ m２ ＝E１ ＝ E１,則衰變放出的總 變式２:A　解析:由題圖知,D、E 的平均核子質(zhì)量大于F 的２ ２ m２ m２ ５６
平均核子質(zhì)量,D、E 結(jié)合成F 時(shí),出現(xiàn)質(zhì)量虧損,要釋放能量,A
５７
能量為E＝E１＋E２＝５６E１． 對,B錯(cuò);C、B 結(jié)合成A 和F、C 結(jié)合成B 都是質(zhì)量增加,結(jié)合過
第３節(jié)　核力與結(jié)合能 程要吸收能量,C、D錯(cuò)．
當(dāng)堂訓(xùn)練
知識梳理
、 () () －１５ () １．B?。玻瓹?。常瓹?。矗瓸　５．C?。叮瓸?。罚瓹　８．B一 １．核子?。玻?強(qiáng)相互作用　 ２１．５×１０ m　 ３ 相鄰的
９．吸收能量;能量變化了() () １．２MeV．核子?。矗?大致相等　 ２ 大于　相差
解析:反應(yīng)前總質(zhì)量:
、 MN＋MHe＝１８．０１１４０u二 １．核子　能量?。玻俗訑?shù)　平均　牢固　穩(wěn)定　中等大小
反應(yīng)后總質(zhì)量:
２ MO＋MH＝１８．０１２６９u３．mc ?。矗∮?br/>可以看出:反應(yīng)后總質(zhì)量增加,故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)．
典例精解
吸收的能量利用 ΔE＝Δm c２來計(jì)算,若反應(yīng)過程中質(zhì)量增加【典例１】　(１)放出能量?。罚梗稭eV　(２)７９．７MeV　２６．６MeV
() ２１ １u
,就會(huì)吸收９３１．５MeV的能量,故:
３１９．２×１０ Hz
ΔE＝(１８．０１２６９－１８．０１１４０):() ×９３１．５MeV≈１．２MeV．解析 １ 一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程式
課后鞏固
是:１H＋２１ ３１ ０n →１H,
: １．D?。玻瓹?。常瓵　４．D?。担瓹　６．A　７．A?。福瓸?。梗瓵反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為
１０．(１)２２６Ra →２２２, ８８ ８６Rn＋
４
２He　(２)６．０５MeV　(３)５．９４MeVmp＋２mn＝１．００７２７７u＋２×１．００８６６５u＝３．０２４６０７u
解析:(１)核反應(yīng)方程為２２６ ２２２ ４反應(yīng)后新核的質(zhì)量 ８８Ra → ８６Rn＋２He．
, (２)鐳核衰變放出的能量為m ＝３．０１６０５０u ΔE＝Δm
c２＝(２２６．０２５４－
H
質(zhì)量虧損 ４．００２６－２２２．０１６３)×９３１．５MeV≈６．０５MeV．
()設(shè)鐳核衰變前靜止,鐳核衰變時(shí)動(dòng)量守恒,則由動(dòng)量守恒
Δm＝３．０２４６０７u－３．０１６０５０u＝０．００８５５７u, ３
定律可得:
因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量,故此核反應(yīng)釋放
能量; mRnvRn－mαvα＝０．
釋放的核能 又因?yàn)樗プ兎懦龅哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)殡焙撕挺亮Ｗ拥膭?dòng)能,則
ΔE＝０．００８５５７×９３１MeV≈７．９７MeV． １ １ΔE＝２mRnv
２ ＋ m ２Rn ２ αvα．
(２)氚核的結(jié)合能 ΔE＝７．９７MeV,
聯(lián)立上式可得
ΔE
它的比結(jié)合能為:
３ ≈２．６６MeV． mRn ２２２．０１６３Eα＝m ＋m ΔE＝２２２．０１６３＋４．００２６×６．０５ MeV≈Rn α
(３)放出光子的頻率
５．９４MeV．
ΔE ７．９７×１０６×１．６×１０－１９
ν＝h ＝ ６．６３×１０－３４ Hz≈１．９２×１０
２１ Hz． 第４、５節(jié)　核裂變與核聚變　“基本”粒子
變式 １:(１)７Li＋１H →２４He　 (２)３．０９×１０－２９３ １ ２ kg　 知識梳理
(３)２．７８１×１０－１２J 一、１．中子　核能?。玻常保皀?。常?zhǔn)椒磻?yīng)　４．臨界體積　臨界
解析:(１)這一過程的核反應(yīng)方程為 質(zhì)量
７
３Li＋１１H →２４２He． 二、１．核反應(yīng)堆?。玻≈厮∑胀ㄋ。常凶印∩睢≈凶?br/>(２)質(zhì)量虧損 控制棒　４．裂變　循環(huán)流動(dòng)　熱量　發(fā)電
Δm＝mLi＋mH－２mα 三、１．質(zhì)量較大　能量?。玻矗睭e?。常?１)１０－１５ m　(２)溫度　熱
＝１１．６５０５×１０－２７ kg＋１．６７３６×１０－２７ kg－２×６．６４６６× 核反應(yīng)　４．(１)產(chǎn)能效率高　(２)聚變?nèi)剂稀?３)安全、清潔　
１０－２７kg＝３．０９×１０－２９kg． ５．磁約束
１２１
典例精解 (２)１kg鈾２３５中鈾核的個(gè)數(shù)為
【典例１】　A　解析:目前核潛艇是利用重核裂變提供動(dòng)力, １n＝ －２７≈２．５６×１０２４(個(gè))
選項(xiàng) A正確;重核裂變要釋放核能,則反應(yīng)前后一定有質(zhì)量虧損, ２３５．０４３９×１．６６０６×１０
個(gè)鈾
選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,該核反應(yīng)中的d＝ １ ２３５
核裂變產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為 Δm＝０．２１２u,釋放的
, 能量為２ 選項(xiàng)C錯(cuò)誤;鈾核不如裂變后生成的新核穩(wěn)定,可知鈾核的比
, ΔE＝０．２１２×９３１．５MeV≈１９７．５MeV結(jié)合能比裂變后生成的新核的比結(jié)合能小 選項(xiàng) D錯(cuò)誤．
則 鈾 完全裂變釋放的能量為
變式１: ７
１kg ２３５
５．２×１０ W
: : E＝nΔE＝２．５６×１０
２４×１９７．５MeV≈８．１×１０１３J．
解析 一晝夜消耗的鈾所能產(chǎn)生的核能為
２２０ 本章評估
ΔE＝２００×２３５×６．０２×１０
２３×１０６×１６．×１０－１９J≈１８．×１０１３J
一、１．D?。玻瓸?。常瓵?。矗瓸?。担瓺?。叮瓸?。罚瓸　８．D?。梗瓸　
ΔE １．８０×１０１３×２５％
電功率P＝η t ＝ ２４×３６００ W≈５．２×１０
７ W． １０．B?。保保瓹
二、１２．(１)２２６ ２２２ ４ －１４８８Ra→ ８６Rn＋２He　(２)１．９６×１０ J
【典例２】　C　解析:核反應(yīng)質(zhì)量虧損 Δm＝４×１．００７８u－
解析:(１)２２６Ra比２２２８８ ８６Rn核電荷數(shù)多２,質(zhì)量數(shù)多４,則該衰變
４．００２６u＝０．０２８６u,釋放的能量 ΔE＝０．０２８６×９３１ MeV≈
為α衰變,衰變方程為２２６８８Ra →２２２８６Rn＋４２He．
２６．６MeV,選項(xiàng)C正確．
(２)衰變過程中釋放的α粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌
變式２:(１)４１１H →４２He＋２０１e　(２)２３．７５MeV　(３)４２．×１０９kg
道半徑R＝１．０m,
解析:(１)核反應(yīng)方程為４１H →４He＋０１ ２ ２X,而０２X只能是２個(gè)
mv２
正電子,因此核反應(yīng)方程式應(yīng)為４１H →４He＋２０e． 由洛倫茲力提供向心力,可得２evB＝ ,１ ２ １ R
(２)反應(yīng)前的質(zhì)量m１＝４mp＝４×１．００７３u＝４．０２９２u, 衰變過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有０＝２２２u×v′－４u×v,
反應(yīng)后 m２ ＝mHe ＋２me ＝４．００２６u＋２×０．０００５５u＝ １ １
所以,釋放的核能E＝ ×２２２u×v′２＋ ×４u×v２,
４．００３７u． ２ ２
Δm＝m 代入數(shù)據(jù)解得E≈１．９６×１０
－１４J．
１－m２＝０．０２５５u,
２３５ １ １３６ ９０
由質(zhì)能方程得,釋放能量 １３．(１)９２U＋０n → ５４Xe＋３８Sr＋１０
１
０n　(２)２．７×１０４kg
９
ΔE＝Δmc２＝０．０２５５×９３１．５MeV≈２３．７５MeV． 解析:(２)核電站每年放出的熱量Q＝P t＝１．０×１０ ×３．６
(３)由質(zhì)能方程,ΔE＝Δmc２得每秒減少的質(zhì)量 ×１０
３×２４×３６５J≈３．１５×１０１６J
２３５
ΔE ３．８×１０２６ 一個(gè) ９２U裂變放出的熱量 ΔE＝Δmc
２＝(２３５．０４３９－８９．９０７７
Δm＝c２ ＝(３×１０８)２ kg≈４．２×１０
９kg．
－１３５．９０７２－９×１．００８７)×１．６６×１０－２７×(３×１０８)２J≈２．２５×
當(dāng)堂訓(xùn)練 １０－１１J．
１．D　２．D　３．B　４．D?。担瓸?。叮瓸　７．A?。福瓸?。梗瓹 QM
需要濃縮鈾m＝ U ≈２．７×１０４kg．
１０．(１)２H＋３１ １H →４２He＋１０n＋γ　(２)２．８×１０－１２J ０．０２ΔENA
() ３ /
解析:(１)２ ３ ４ １ １４．１１．０×１０ ms　方向與反應(yīng)前中子速度方向相反?。盚＋１H →２He＋０n＋γ
() () () 周２Δm＝m(２１H)＋m(３１H)－m(４２He)－m(１n) ２３∶４０　 ３２０
( 解析:()反應(yīng)前后動(dòng)量守恒有 ( 為氚＝ ２．０１４０＋３．０１６０－４．００２６－１．００８７)u １ m０v０＝m１v１＋m２v２ v１
核速度,m０、m１、m２分別代表中子、氚核、氦核的質(zhì)量)＝０．０１８７u
－２７ 代入數(shù)值可解得v ＝－１．０×１０３１ m/s,方向與反應(yīng)前中子速＝０．０１８７×１．６６×１０ kg
度方向相反
由 ΔE＝Δmc２可得 ．
()３
－２７ ( ８)２ ２ １H 和
４
２He在磁場中均受洛倫茲力,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半ΔE＝０．０１８７×１．６６×１０ × ３×１０
徑之比
≈２．８×１０－１２J．
m |v| mv
課后鞏固 r ∶r ＝ １ １ ２ ２１ ２ B ∶ ＝３∶４０．q１ Bq２
１．B　２．B?。常瓸　４．A?。担瓺　６．D?。罚瓵?。福瓹?。梗瓹　 (３)３H 和４１ ２He做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比
１０．B?。保保瓸 ２πm１ ２πm２
１２．(１)４０　９０　(２)８．１×１０１３J T１∶T２＝ B ∶ ＝３∶２q１ Bq２
解析:(１)鋯的電荷數(shù)Z＝９２－６０＋８＝４０,質(zhì)量數(shù)A＝２３６－ 所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比
１４６＝９０． n ∶n ＝T ∶T ＝２∶３,即４He旋轉(zhuǎn)３周,３１ ２ ２ １ ２ １H 旋轉(zhuǎn)２周．
１２２ 第４節(jié)　固體
體和非晶體
B．一塊均勻薄片,沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?br/>力,發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣,則此薄片一定是非晶體
一、晶體和非晶體 C．一個(gè)固體球,如果沿其各條直線方向的
１．固體可以分為　　　　和　　　　兩類． 導(dǎo)電性相同,則該球體一定是單晶體
石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是　　　　, D．一塊晶體,若其各個(gè)方向的導(dǎo)熱性相同,
玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是　　　?。?則這塊晶體一定是多晶體
２．單晶體具有　　　　的幾何形狀,多晶體 【典例２】　關(guān)于晶體和非晶體,下列說法中
和非晶體沒有　　　　的幾何形狀,我們在初中 正確的是 (　　)
已經(jīng)學(xué)過,晶體　　　　的熔點(diǎn),非晶體　　　 A．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列
　　　　　　?。?的,而非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒排列是不規(guī)則的
３．有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅?B．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的,而非晶體
不同,有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同,這 內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動(dòng)著的
類現(xiàn)象稱為　　　　．非晶體沿各個(gè)方向的物理性 C．物質(zhì)是晶體還是非晶體是絕對的
質(zhì)都是一樣的,這叫作　　　?。捎诙嗑w是許 D．在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上,微粒數(shù)相等
多　　　　雜亂無章地組合而成的,所以多晶體 的是晶體,微粒數(shù)不等的是非晶體
是　　　　的．
二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)
１．規(guī)則性
單晶體的原子(分子、離子)都按照各自的規(guī)
１．如圖所示,四塊固體中,屬于非晶體的是
則排列,具有　　　　上的周期性． (　　)
２．變化或轉(zhuǎn)化
在不同條件下,同種物質(zhì)的微粒按照　　　 　　 　　 　　
在空間排列,可以生成不同的晶體,例如石墨和
金剛石．有些晶體　　　　可以轉(zhuǎn)化為非晶體, A?。∶鳌〉\　　B　．石　英　　　C．　冰　塊　　 D．塑料管
例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃． ２．關(guān)于晶體和非晶體,下列說法中正確的是
(　　)
A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體
B．制作大規(guī)模集成電路也可以用多晶體
【典例１】　關(guān)于晶體和非晶體,下列說法中 C．單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn),非晶體
正確的是 (　　) 沒有固定的熔點(diǎn)
A．可以根據(jù)各向異性或各向同性來鑒別晶 D．單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性
３５
的,非晶體是各向同性的 不動(dòng)
３．晶體在熔化過程中所吸收的熱量,主要用于 C．所謂空間點(diǎn)陣與空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn),都是
(　　) 抽象的概念;結(jié)點(diǎn)是指組成晶體的物質(zhì)微粒做永
A．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),增加分子動(dòng)能 不停息的微小振動(dòng)的平衡位置;物質(zhì)微粒在結(jié)點(diǎn)
B．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),增加分子勢能 附近的微小振動(dòng),就是熱運(yùn)動(dòng)
C．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),增加分子勢能,同時(shí) D．相同的物質(zhì)微粒,可以構(gòu)成不同的空間
增加分子動(dòng)能 點(diǎn)陣;也就是同一種物質(zhì)能夠生成不同的晶體,
D．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),但不增加分子勢能 從而能夠具有不同的物理性質(zhì)
和分子動(dòng)能 ７．如圖所示,ACBD 是一塊厚度均勻的由
４．國家游泳中心———水立方,像一個(gè)透明的 同一種微粒構(gòu)成的圓板,AB 和CD 是互相垂直
水藍(lán)色的“冰塊”,透過它游泳池中心內(nèi)部設(shè)施盡 的兩條直徑,把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)９０°后電流表
收眼底．這種獨(dú)特的感覺就源于建筑外墻采用了 示數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好),關(guān)于
一種叫作 ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的 圓板,下列說法中正確的是 (　　)
膜材料．這種膜材料屬于非晶體,那么它具有的
特性是 (　　)
A．在物理性質(zhì)上具有各向同性
B．在物理性質(zhì)上具有各向異性
C．具有一定的熔點(diǎn) A．圓板是非晶體
D．有規(guī)則的外形 B．圓板是多晶體
５．下列說法中正確的是 (　　) C．圓板是單晶體
A．將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非 D．不知有無固定熔點(diǎn),無法判定是晶體還
晶體 是非晶體
B．固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶 ８．如圖所示是巖鹽的平面結(jié)構(gòu),實(shí)心點(diǎn)為氯
體在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) 離子,空心點(diǎn)為鈉離子,如果將它們用直線連起
C．由同種元素構(gòu)成的固體,不會(huì)由于原子 來,將構(gòu)成一系列大小相同的正方形．巖鹽是
的排列方式不同而成為不同的晶體 　　　　(選填“晶體”或“非晶體”)．固體巖鹽中
D．在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度 氯離子是　　　　(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的．
保持不變,內(nèi)能也保持不變
６．下列關(guān)于晶體空間點(diǎn)陣的說法,不正確的是
(　　)
A．構(gòu)成晶體空間點(diǎn)陣的物質(zhì)微粒,可以是
分子,也可以是原子或離子
９．晶體具有固定的熔點(diǎn),那么晶體在熔化時(shí)
B．晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點(diǎn)陣,
吸收的能量轉(zhuǎn)化為什么能了呢
是由于晶體中物質(zhì)微粒之間相互作用很強(qiáng),所有
物質(zhì)微粒都被牢牢地束縛在空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)上
３６
A．具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體
B．晶體具有自范性,有固定的熔點(diǎn),可以使
X 光發(fā)生有規(guī)律的衍射
１．云母片和玻璃片上分別涂一層很薄的石 C．晶體研碎后即變?yōu)榉蔷w
蠟,然后用燒熱的鋼針去接觸云母片及玻璃片的 D．將玻璃加工成規(guī)則的固體即變成晶體
反面．石蠟熔化,如圖所示,那么 (　　) ５．大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體,這
些晶體不僅美麗,而且由于化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)各不
相同而呈現(xiàn)出千姿百態(tài);高貴如鉆石,平凡如雪
A．熔化的石蠟呈橢圓形的是玻璃片 花,都是由無數(shù)原子嚴(yán)謹(jǐn)而有序地組成．關(guān)于晶體
B．熔化的石蠟呈圓形的是云母片 與非晶體,正確的說法是 (　　)
C．實(shí)驗(yàn)說明玻璃片各向同性是非晶體 A．固體可以分為晶體和非晶體兩類,晶體、
D．實(shí)驗(yàn)說明云母片各向同性是晶體 非晶體是絕對的,是不可以相互轉(zhuǎn)化的
２．下列說法中正確的是 (　　) B．多晶體雖然是許多單晶體雜亂無章的組
A．黃金可以切割加工成任意形狀,所以是 合而成的,但多晶體有確定的幾何形狀
非晶體 C．單晶體沿不同的方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅?br/>B．同一種物質(zhì)只能形成一種晶體 不相同,但沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)一定相同
C．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的 D．有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同晶
D．玻璃沒有確定的熔點(diǎn),也沒有天然規(guī)則 體,是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在
的幾何形狀 空間分布
３．利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到晶 ６．一塊厚度和密度都均勻分布的長方體被
體表面原子排列的圖像,從而可以研究晶體的構(gòu) 測樣品,長AB 是寬AD 的兩倍,如圖所示．如果
成規(guī)律,如圖的照片是三種晶體材料表面 的 用多 用 電 表 的 歐 姆 擋 沿 兩 個(gè) 對 稱 軸 O１O(jiān)１′
STM 圖像,通過觀察、比較,可以得出的結(jié)論是 和O２O２′方向測量,結(jié)果阻值均為R,則這塊樣
(　　) 品可能是 (　　)
　 　
(１) (２) (３)
A．三種晶體的原子排列都具有規(guī)律性 A．單晶體 B．多晶體
B．三種晶體的原子排列都沒有規(guī)律性 C．非晶體 D．金屬
C．三種晶體的原子都是靜止不動(dòng)的 ７．下列說法中不正確的是 (　　)
D．三種晶體的原子都是無間隙地挨在一 A．單晶體中原子(或分子、離子)的排列具
起的 有空間周期性
４．下列有關(guān)晶體和非晶體的說法中正確的是 B．由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子
(　　) 的排列方式不同而成為不同的晶體
３７
C．同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同 ９．如圖所示為食鹽晶體結(jié)構(gòu)示意圖,食鹽晶
的形態(tài)出現(xiàn) 體是由鈉離子(圖中○)和氯離子(圖中●)組成
D．一塊均勻薄片,沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?的,這兩種離子在空間中三個(gè)互相垂直的方向上
力,發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣,則此薄片一定是非晶體 都是等距離地交錯(cuò)排列的．已知食鹽的摩爾質(zhì)量
８．家庭、學(xué)?；驒C(jī)關(guān)的門鎖常用“碰鎖”,然 是５８．５g/mol,食鹽的密度是２．２g/cm３,阿伏加德
而,這種鎖使用一段時(shí)間后,鎖舌就會(huì)變澀而不 羅常數(shù)為６．０×１０２３ mol－１,試估算食鹽晶體中兩
易被碰入,造成關(guān)門困難．這時(shí),你可以用鉛筆在 個(gè)最近的鈉離子中心間的距離．
鎖舌上摩擦幾下,碰鎖便開關(guān)自如,并且可以持
續(xù)幾個(gè)月之久．請你動(dòng)手試一試,并回答其中的
道理．
３８

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