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1、21秋数学物理方法在线作业三满分答案1. 有一单原子分子理想气体与一吸附面接触，被吸附分子与外部气体分子相比，其能量中多一项吸引势能-.设被吸附的有一单原子分子理想气体与一吸附面接触，被吸附分子与外部气体分子相比，其能量中多一项吸引势能-.设被吸附的分子可以在吸附面上自由运动，形成二维理想气体，又设外部气体与被吸附的二维气体均满足经典极限条件已知外部气体的温度为T，压强为p.试求这两部分气体达到平衡时，二维气体单位面积内的分子数提示：二维气体与外部气体可以看成两个不同的相，利用相变平衡条件对于满足经典极限条件的二维理想气体，分子能量的经典表达形式为 (1) 相应的子系配分函数为 (2) 其中A
2、为吸附面的面积令被吸附的总分子数为N，则有 N=e-Z (3) 令n=N/A代表二维气体分子的面密度(即单位面积的平均分子数)，由(2)、(3)得 (4) 上式中的尚有待确定被吸附的气体与外部气体可以看成两个不同的相，相互处于平衡态令与分别代表两相的化学势，按相变平衡条件有 = (5) 又 =-/kT， =-/kT， (6) 故得 e-=e- (7) 外部气体是满足经典极限条件的理想气体，令N，Z为外部气体的总分子数与子系配分函数，利用熟知的结果(记不住也无妨，重新算一遍)， (8) (9) 其中n=N/V为外部气体的分子数密度将(9)代入(4)，得 (10) 对满足经典极限条件的外部气体，其
3、压强为 p=nkT (11) 用温度及外部气体的压强p表达时，(10)式化为 (12) 上式表明，外部气压增加、温度降低有利于吸附 2. 激光是由哪个国家首先制备成功的?A、美国B、英国C、法国D、德国激光是由哪个国家首先制备成功的?A、美国B、英国C、法国D、德国正确答案： A3. 一质量为m、面积为S的均质薄金属盘，放置在一无限大导体平板上，平板水平放置。最初盘和平板都不带电，然后逐渐一质量为m、面积为S的均质薄金属盘，放置在一无限大导体平板上，平板水平放置。最初盘和平板都不带电，然后逐渐使它们带电。问电荷面密度增加到何值时，金属盘将离开平板。当将金属盘置于无限大导体平板上，并使它们带电时
4、，盘和平板具有相同的电荷面密度，平板将对盘产生斥力。当斥力随着的增加而增大到足以与盘的重力平衡时，盘将离开平板，这时平板在金属盘上产生的场强为 盘上电量为q=S，受到的斥力 金属盘离开平板时有Fmg，即 所以 4. 下列说法中正确的是 A电磁波的传播速度比光速小B波长越短的电磁波频率越小C给飞机导航可以通过无线电下列说法中正确的是A电磁波的传播速度比光速小B波长越短的电磁波频率越小C给飞机导航可以通过无线电波实现D频率越低的电磁波传播的速度越小C5. 某羰基化合物在近紫外光区只产生max=204nm(60)的弱谱带，该化合物的类型是( )。A酮类B醛类C某羰基化合物在近紫外光区只产生max=2
5、04nm(60)的弱谱带，该化合物的类型是( )。A酮类B醛类C酯类D硝基类正确答案：C6. 通过天文观察，发现存在非圆的行星椭圆轨道，假设质点间的万有引力大小与间距r的关系为F=GMmr，其中为待定常通过天文观察，发现存在非圆的行星椭圆轨道，假设质点间的万有引力大小与间距r的关系为F=GMmr，其中为待定常数，试就下面两种情况分别确定：(1)太阳在椭圆轨道的一个焦点上(开普勒第一定律)；(2)太阳在椭圆的中心。行星所受引力指向太阳，行星轨道角动量守恒，面积速度仍是不变量(开普勒第二定律)。 (1)对图中1和2两处， 可建立下述方程组： 1(A-C)=2(A+C)， 可得 ， 合并成 (A+C
6、)2+=(A-C)2+ 对于非圆的椭圆，必有C0，即得=-2。 (2)对图中1，3两处， 可建立下述方程组： 1A=3B， ， ， 可得 ， 合并成 A-1=B-1 对于非圆的椭圆，必有AB，即得=1 7. 在光电效应实验中，有个学生测得某金属的遏止电势差U0和入射光波长有下列对应关系： /nm U在光电效应实验中，有个学生测得某金属的遏止电势差U0和入射光波长有下列对应关系：/nmUa/V253.62.60Z83.02.11303.91.81330.21.47366.31.10435.80.57画出遏止电势差与入射光频率的曲线，并求出 /(1014Hz) Ua/V 11.8 2.60 10.
7、6 2.11 9.87 1.81 9.09 1.47 8.19 1.10 6.88 0.57 如图，Ua-关系为一条直线： 由图可知： =4.1310-15Js/c h=ke=4.1310-151.6010-19=6.6110-34Js$由方程Ua=k-U0可得截距U0=2.28V 所以逸出功A=eU0=2.28eV$由方程和数据可得与横轴交点0=5.531014Hz 即红限波长542nm，红限频率5.531014Hz 8. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中电子流强度为8mA时，在整个环中有多少电子在北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环
8、中电子流强度为8mA时，在整个环中有多少电子在运行?已知电子的速率接近光速解题过程 通过分析结果可得环中的电子数9. 静止在光滑水平面上的物体，在水平力F的作用下产生位移x而获得速度；若水平面不光滑，物体运动时受到的摩擦力静止在光滑水平面上的物体，在水平力F的作用下产生位移x而获得速度；若水平面不光滑，物体运动时受到的摩擦力为(n是大于1的常数)，仍要使物体由静止出发通过位移x而获得速度，则水平力应为()AB(n-1)FCnFD(n+1)FA10. 中红外区是红外光谱研究的重点。( )中红外区是红外光谱研究的重点。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：11. 氢原子光谱中，同一谱系的各相邻谱
9、线的间隔是否相等?(2)试根据氢原子的能级公式说明当量子数n氢原子光谱中，同一谱系的各相邻谱线的间隔是否相等?(2)试根据氢原子的能级公式说明当量子数n增大时能级的变化情况以及能级间的间距变化情况正确答案：12. “九寨沟”的镜海中有着“鱼在天上飞，鸟在水中游”的美景奇观，这水中画面的“鱼”是由于光的_形成的_像“九寨沟”的镜海中有着“鱼在天上飞，鸟在水中游”的美景奇观，这水中画面的“鱼”是由于光的_形成的_像；“鸟”是由于光的_形成的小红在湖边树荫下乘凉，发现地面上有很多圆形光斑，这是由于_形成的晚上她又看到天空中的星星在眨眼睛，这是由于_形成的“鱼在天上飞”是反射和折射的重合现象，“鱼”是
10、光的折射形成的虚像；“鸟在水里游”是光的反射现象，“鸟”是由于光的反射形成的虚像；树叶间有空隙，形成一个个小孔，树荫下地面上的光斑是太阳经小孔成的实像，是光的直线传播形成的当星星发出或反射的光线穿过大气层时，由于地球周围大气层的运动且疏密不断变化，大气层对星光折射的折射光线的方向也在不断变化，所以星光时明时暗的闪烁，像人眨眼睛一样故答案为：折射；虚；反射；光的直线传播；光的折射13. 试述激光产生的基本思想。试述激光产生的基本思想。要产生激光，必须实现光的受激辐射放大，并使受激辐射能持续进行。14. 在黏度法测量中，溶液浓度对测量结果有何影响?在黏度法测量中，溶液浓度对测量结果有何影响?若溶液
11、浓度太高，以sp/c对c和lnr/c对c作图的线性不好，外推c0的结果不可靠。而且，黏度的理论处理也很困难，所以，溶液浓度太高是不合适的；若溶液浓度太稀，溶液的流出时间t和纯溶剂的流出时间t0很接近，sp的相对误差比较大，结果精确度很差，所以，溶液浓度太稀也不合适，合适的溶液浓度是使相对黏度r在1.2至2.0之间。15. 高福利社会发展动力会不足。( )高福利社会发展动力会不足。( )正确答案： 16. 含奇数个电子的离子重排断裂后产生的离子一定含有偶数个电子，而含偶数个电子的离子重排断裂后产含奇数个电子的离子重排断裂后产生的离子一定含有偶数个电子，而含偶数个电子的离子重排断裂后产生的离子一定
12、含有奇数个电子。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：17. 同时考虑介质对光的吸收和散射时，吸收系数=+s，其中为真正吸收系数，s为散射系数。朗伯定律为I=I0exp-同时考虑介质对光的吸收和散射时，吸收系数=+s，其中为真正吸收系数，s为散射系数。朗伯定律为I=I0exp-(+s)l。若光经过一定厚度的某种介质后，只有20%的光强透过。已知该介质的散射系数s为真正吸收系数的1/2，若不考虑散射，则透射光强可增加多少?由I=I0exp-(+s)l，有，将，代入，得 故 若消除散射，则s=0，于是 即透射光强比原来增加14%。 18. 四配位化合物的构型是四面体还是平面正方形?与哪些因素有关
13、?四配位化合物的构型是四面体还是平面正方形?与哪些因素有关?正确答案：晶体场稳定化能和配位体的相互排斥作用是四配位化合物采取哪一种构型的两个主要因素。从晶体场稳定化能来看d电子数不同弱场中的两种构型的CFSE差值与强场中的两种构型的CFSE差值不同。d0、d5、d10在弱场中的两种型构的CFSE均为0因此主要考虑配体间的排斥力四面体构型中四个配体间的斥力小所以采取四面体构型如TiCl4、FeCl4-、ZnX42-均为四面体构型。d1、d6两种构型的CFSE差值很小排斥作用占优势所以仍为四面体构型如VCl4、FeCl42-。d2、d7在弱场中两种构型的CFSE差值仍较小四面体与平面四方形均有如CoX42-(XCl、Br、I、
