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1、1 同济大学大学物理下册答案（缺11 12 章） 第九章 热力学基础解答 一、选择题 1C 2D 3D 4 D 5A6C 7B 8D 二、填空题 1传热；做功；其温度的改变量；过程 2124.7；-84.3 3 21 ；2 49.52；570 5Pa1058.7 4 6等压；绝热；等压；绝热 7卡诺；%25 8320K；3.9 三、计算题 1解： (1) 等体过程：0 1 A 5J.1246208031.8 2 5 1 1211 TTC M m EQ V 等温过程：0 2 E J32033ln2802733181 2 lnd 2 2 22 V V RT M m VpAQ V V J32033
2、21 .AAAJ8.93273.20335.1246 21 QQQ J5.1246E (2) 等温过程：0 3 E J71687ln2202733181 2 ln 133 V V RT M m AQ 等体过程：0 4 AJ5.1246208031.8 2 5 1 1244 TTC M m EQ V J71687 43 .AAAJ229345124671687 43 .QQQ J51246 43 .EEE 2解： CCBB VpVp， 3 m49.3 B V 由图可看出， CCAAVpVp ；从状态方程RT M m pV可知 CATT 因此在全过程CBA中，0E CB过程是绝热过程，有0 BC
3、Q BA过程是等压过程，有 2 J109.14)( 2 5 )( 5 AABB ABPAB VpVp TTC M m Q 故全过程CBA的J109.14 5 ABBC QQQ 根据热力学第一定律EAQ，得 全过程CBA的J109.14 5 EQA 3解：设状态c 的体积为 2 V ，则由于两状态a、c 的温度相等，故 在acba中， 122 1 11 4 4 VVV p Vp 在循环过程 AQ,E0 在等体过程ba中，气体作功为0 1 A 在等压过程cb中，气体作功为 1111 1 12 1 2 4 3 4 44 VpVV p VV p A 在等温过程 ac 中，气体作功为 4lnln 11
4、2 1 113 Vp V V VpA 则在整个循环过程中，系统对外作功和吸收的净热量分别为 11321 ln4 4 3 VpAAAA 11 ln4 4 3 VpAQ 4解 ：在等压过程32中吸热为 23 TTC M m Q p 吸 在等压过程14中放热为 14 TTC M m Q p 放 所以， 23 14 11 TT TT Q Q 吸 放 由于在绝热过程21和43中，相关状态参量存在如下关系，即 1 1 1 2 1 2 T p T p 1- 2 1 2 1 )()( p p T T 4 1 1 3 1 2 T p T p 1- 2 1 3 4 )()( p p T T 由水两式，得 23 1
5、4 3 4 2 1 TT TT T T T T 从而证得所述循环的效率为 3 1 2 1 2 1 11 p p T T 第十章气体分子动理论解答 一、选择题 1 D 2 C 3 B 4C 5A 6 D 7 C 8A 二、填空题 1 Pa10936.9J1021.6 321 ； 2（ 1）等压；（2）等体；（ 3）等温 3 462 ； 5 102.1 4（ 2）；（ 1） 5 1:1 16:1 6温度；分子的平均动能；1mol 气体分子的内能；质量为 m 千克气体分子的内能 7cm106s103.1 5-12 ； 8 1 KJ2.20 三、计算题 1解：RT M m pV 由题给条件可知两种气体
6、p 、 V 、 T 都相等，因此，两种气体的R M m 也相等。 即R M m R M m He He H H 2 2 所以质量比 2 1 104 102 3 3 He H He H 22 M M m m 内能比为 3 5 2 3 2 5 He He H H He H 2 22 RT M m RT M m E E 2解：（ 1） 316325 23 5 mm1042.2m1042.2 3001038.1 101 kT p n 163316 1042.2mm1mm1042.2VnN （2）分子的平均平动动能为 J1021.63001038.1 2 3 2 3 2 1 21232 kTmv （3）
7、分子平均速率 1 3 sm59.446 1032 30031.8 60.160.1 M RT v （4）平均每个分子占据的空间为1/n，设此空间为正方体，则分子间平均距离等于该正方体的 边长，即 4 m1046.3 1042.2 11 9 325 3 n l 尽管分子间平均距离很小，但比起氧分子自身线度（m10 10 ）来说，分子间的平均距离还 是很大的（前者约为后者的10 倍），即分子间存在很大的活动空间。 （5）分子平均碰撞频率为 1925 2 102 s1007.659.4461042.21056.314.322vndz （6）分子运动的平均自由程为 m1036.71042.21056.
8、314.322 8 1 25 2 10 1 2 nd 3解：（ 1）aP1035.1 100.2 1075.6 5 2 5 21 2 55 3 2 V E RT VM m pRT M m E （ 2）K362 1038.1104.55 1075.62 5 2 2322 2 Nk E TkT V N nkTp J105.7 2 3621038.13 2 3 2 1 21 23 2 kTmv 4解： )2(0 )2( )0( )( 0 00 0 0 vv vvv vvv v v N a N a f （1）1d)( 0 vvf 0 3 2 v N a （2） 00 0.25.1vv之间的分子数可由图
9、中面积算得，即N 3 1 （3） 0 2 0 0 2 0 9 11 ddd)( 0 0 0 vv v v v v vvvv v v v N a N a f 第十三、十四章相对论解答 一、选择题 1A2B3 C 4C 5B 6D 7C 8A 二、填空题 1物理定律对所有惯性系都具有相同的表达形式，即所有惯性系都是等价的； 在所有惯性系中，真空中的光速都等于c，且与光源运动无关； 运动；相对；缩短；慢。 5 2 v x ； 2 2 1 c xv v 3 2 2 c u 11 4 lS m ；)( 9 25 lS m 5 8 1033.4 6cc 2 3 2 3 ； 7 cc；93.0 8MeV12
10、8.0 三、计算题 1 解： 题中计算时， 应用了伽利略速度变换式求两把尺子的相对速度，即 000 2)(vvvv， 这显然是错误的。 应采用相对论速度变换式求相对速度，即 2 2 0 0 2 00 00 v v vv vv v c c 1 2 1 则 2 0 2 2 0 2 0 0 0 0 2 1 2 0 c c L c c L c 1LL v v v v v 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2解： 18 2 2 2 2 sm105 3 5 2 3 1 1 1 c cc t tv vv 2 2 22 2 2 2 11 1 11 c tx x c tx x v v v v 88 2 2 1
11、2 10561045 2 3 1 0 c t xxxx v v m= m1034.1 9 6 3解：设地球为S系 ，宇宙飞船为S系；S系对S系以速率 u 运动，cu6.0。 事件 1：发射高速子弹 ) S() , ( 11 系tx )S(),( 11 系tx 事件 2：高速子弹射中靶)S() , ( 22 系tx )S(),( 22 系tx 由洛仑兹变换式： 2 2 2 1 1 1 1 c u c ux t t， 2 2 2 2 2 2 1 c u c ux t t )1( 1 ) () ( 2 2 12 2 12 12 c u xx c u tt tt 按题意有：m60 12 xx cc x
12、x tt 8.0 60 8.0 12 12 代入式（ 1）得地球上观察者测得子弹飞行时间为 s1063.4 6.01 60 6.0 8.0 60 7 2 2 12 c c c tt 4. 解：(1) 初动能为 2 0 2 0 2 2 0 2 2 2 0 k 0 91.0) 1 4.01 1 ( 1 cmcmcm c cm E v 末初动能为 2 0 2 0 2 2 0 2 2 2 0 k 6 6 7.0)1 8.01 1 ( 4 1 cmcmcm c cm E v 则33.7 091.0 667.0 k k E E 且06.3 4 1 12 1 4 1 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2
13、0 c c c m c m P P v v v v v v （2）初动量为 7 22 0 2 2 2 0 0 2 0 2 2 0 1 44.04.0 4.01 1 cmP Pc c m P cmc m c m mP v v v v v v 设P为末动量，则得 42.2 ) 144.0100( )144.0(10 100 10 22 0 2 22 0 2 22 0 2 22 0 2 22 0 2 22 0 2 cm cm cmP cmP cmP Pc cmP cP v v 第十五章量子物理解答 一、选择题 1 C 2A 3C 4 B 5 C 6 E 7A8 D 二、填空题 1 c h； h ；
14、c h 2 1.44V ； -15 sm101.7 3 0.316 m 4 12.75 5m1038.2 3 6)()( d d 2 2 22 xEx xm ；)()() d d 2 ( 0 2 22 xExU xm 7短波 8粒子数反转；光放大；进一步得到光放大；使激光的方向性好；使激光的单色性好 三、计算题 1解：（ 1）Amh m 2 2 1 v a eUm 2 m 2 1 v e A e h U a 则 e hUa d d 恒量，由此可知，对不同金属而言AB 线的斜率相同。 （ 2）sJ104.6 10)0.50.10( 0-2.0 106.1tan 34 14 19 eh 8 2解：
15、（ 1） 散射的 X 射线的波长为 m10724.0)90cos1( 103101.9 1063.6 107.0 )cos1( 10o 831 34 10 0 00 cm h 由能量守恒 k 0 E hchc J104.9 17 0 k hc E （2） o0 0 44 724.0 7.0 tan h h 3解：6.136.12 nkn EEE 7.3 1 3. 6- eV0.16.136.12 2 n n n E 氢原子吸收12.6eV 能量的后，可跃迁至n=3 的激发态上。 nm122 nm103 nm657 12 2112 13 3113 23 3223 EE hc EE EE hc E
16、E EE hc EE 其中，nm657 32 属于可见光谱 4解：（ 1）) 4 cos1( 12 sin 2 )( 2 2 2 a x aa x a x 0 4 sin0 d )(d 2 2 a x x x 4 3 , 4 aa x处为极大值。 在4ax处（以及43a处）的几率密度为 a xax 2 )(4 2 2 （2） %2.40 3 4 sin 4 1 3 1 )d 4 cos1( 1 d)( 3 0 3 0 2 2 aa x a x a xx 第十六、十七、十八章原子核物理粒子物理简介 固体物理简介解答 一、选择题 1 C 2B 3A 4D 5D 6 C 7 B 8A 二、填空题 1
17、 17 1076.1； 13 1098.1 2 13.5；放能 9 3118.4 4 0； 1； -1； 0 5杂质；本征 6禁带 7 10 1064.3个 8Mev5.67； -1 cMev5.67；Hz1063.1 22 三、计算题 1解： qB m T p 2 MHz63.71063.7 1067.114.32 5.0106.1 2 1 6 27 19 p m qB T 2解： （1） H 1 1 +F 19 9 O 16 8 + He 4 2 （2）P 30 15 Si 30 14 +e 0 1 （3）Cl 35 17 + H 1 1 S 32 16 + He 4 2 3解：（ 1）K
18、：1S，：0S，：0S不满足 （2）n：0S，K：1S， p：0S， 0 ：0S不满足 （3）K：1S ， K ：1S， 0 ：0S， 0 ：0S满足 （4）p：0S，K：1S， 0 ：1S， 0 ：0S满足 4解：钠的原子量为23 （ 1）载流子浓度 32823 32 m1054.210022.6 23 101071.9 V N n （ 2）费米能 3 2 2 2 3 2V N m F 3.2evJ1018.51054.28.93 1011.92 1005.1 19 3 2 28 31 2 34 （ 3）费米速度 16 3 1 28 31 34 3 1 2 sm1004.11054.28.93 1011.9 1005.1 3 V N m F v