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1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D二、填空题1．传热； 做功； 其温度的改变量； 过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 570 5．Pa 1058.74⨯6．等压；绝热；等压；绝热 7．卡诺； %25 8．320K ；3.9三、计算题1．解：(1)等体过程：01=A ()()5J .1246208031.82511211=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C M m E Q V 等温过程：02=∆E ()J 32033ln28027331812ln d 2222..VVRT M m V p A Q V V =⨯+⨯⨯====∴⎰J 3203321.A A A =+=∴J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q J 5.1246=∆E(2)等温过程：03=∆E ()J 71687ln22027331812ln 133..VVRT M m A Q =⨯+⨯⨯===∴等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82511244=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C M m E Q V J 7168743.A A A =+=∴J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴ J 5124643.E E E =∆+∆=∆2．解：γγC C B B V p V p =，3m 49.3=B V由图可看出，C C A A V p V p =；从状态方程RT MmpV =可知C A T T = 因此在全过程C B A →→中，0=∆EC B →过程是绝热过程，有0=BC QB A →过程是等压过程，有J 109.14)(25)(5⨯=-=-=A AB B A B P AB V p V p T TC MmQ故全过程C B A →→的J 109.145⨯=+=AB BC Q Q Q 根据热力学第一定律E A Q ∆+=，得全过程C B A →→的J 109.145⨯=∆-=E Q A3．解：设状态c 的体积为2V ，则由于两状态a 、c 的温度相等，故在a c b a →→→中，12211144V V V p V p =∴=在循环过程 A Q ,E =∴=∆0在等体过程b a →中，气体作功为 01=A在等压过程c b →中，气体作功为 ()()11111121243444V p V V p V V p A =-=-=在等温过程a c →中，气体作功为 4ln ln 1121113V p V VV p A -==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11321ln443V p A A A A ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++=11ln443V p A Q ⎪⎭⎫⎝⎛-==4．解：在等压过程32→中吸热为()23T T C MmQ p -=吸 在等压过程14→中放热为()14T T C MmQ p -=放 所以，231411T T T T Q Q ---=-=吸放η由于在绝热过程21→和43→中，相关状态参量存在如下关系，即γγγγ111212T p T p --=1-2121)()(γγp p T T = γγγγ411312T p T p --=1-2134)()(γγp p T T = 由水两式，得23143421T T T T T T T T --== 从而证得所述循环的效率为γγη1212111-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=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 4．C 5．A 6．D 7．C 8．A二、填空题1．Pa 10936.9J 1021.6321--⨯⨯；2．（1）等压；（2）等体；（3）等温3．462；5102.1⨯ 4．（2）；（1） 5．1:1 16:16．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7．cm 106s 103.15-12-⨯⨯；8．1K J 2.20-⋅三、计算题1．解：RT MmpV =由题给条件可知两种气体p 、V 、T 都相等，因此，两种气体的R Mm也相等。

即R M m R M m HeHeH H 22=所以质量比2110410233HeH HeH 22=⨯⨯==--M M m m 内能比为352325HeHeHH HeH 222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=RT M m RT M m E E2．解：（1）316325235mm 1042.2m 1042.23001038.1101---⨯=⨯=⨯⨯⨯==kT p n 1633161042.2mm 1mm 1042.2⨯=⨯⨯=⋅=-V n N（2）分子的平均平动动能为J 1021.63001038.123232121232--⨯=⨯⨯⨯==kT m v （3）分子平均速率13s m 59.446103230031.860.160.1--⋅=⨯⨯==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m 1046.31042.21193253-⨯=⨯==nl尽管分子间平均距离很小，但比起氧分子自身线度（～m 1010-）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()()19252102s 1007.659.4461042.21056.314.322--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==v n d z π（6）分子运动的平均自由程为()()()[]m 1036.71042.21056.314.322812521012----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==nd πλ3．解：（1）a P 1035.1100.21075.65252125532⨯=⨯⨯⨯====-V E RT V M m p RT M m E （2）K 3621038.1104.551075.625223222=⨯⨯⨯⨯⨯⨯====-Nk E T kT V N nkT p J 105.723621038.132********--⨯=⨯⨯⨯==kT m v4．解：)2(0)2()0()(00000v v v v v v v v v v ><<<<⎪⎩⎪⎨⎧=N a N a f （1）1d )(0=⎰∞v v f 032v Na =⇒ （2）000.25.1v v -之间的分子数可由图中面积算得，即N 31（3）020020911d d d )(000v v v v v v v v v v v v v =+==⎰⎰⎰∞N a N a f第十三、十四章相对论解答一、选择题1．A 2．B3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．A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。

2．v x ∆；221cx v v -∆3．22c u -114．lS m ；)(925lS m5．81033.4-⨯6．c c 2323；7．c c ；93.0 8．MeV 128.0三、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0002)(v v v v =--=，这显然是错误的。

应采用相对论速度变换式求相对速度，即220020000v v v v v v v cc +=⋅++=121 则 ()()20220200002120c c L c c L c 1L L v v v v v +-==⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-= 2122221212．解：182222s m 1053523111-⋅⨯==⇒=-⇒-∆='∆c cct t v v v222222211111c t x x c t x x vv vv --='--='882212105610452310⨯=⨯⨯⨯=-∆='∆∴=-=∆ctx x x x v v m=m 1034.19⨯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，c u 6.0=。

事件1：发射高速子弹)'S ()','(11系t x )S (),(11系t x事件2：高速子弹射中靶)'S ()','(22系t x)S (),(22系t x由洛仑兹变换式：2221111''c u c ux t t -+=，2222221''cu c ux t t -+= )1(1)''()''(221221212c u x x c ut t t t --+-=-按题意有：m 6012='-'x x cc x x t t 8.0608.0''''1212=-=-代入式（1）得地球上观察者测得子弹飞行时间为s 1063.46.01606.08.06072212-⨯=-⨯+=-c cc t t4. 解： (1)初动能为20202202220k 091.0)14.011(1c m c m c m cc m E =--=--=v末初动能为20202202220k667.0)18.011(41c m c m c m cc m E =--=--='v则33.7091.0667.0k k =='E E 且06.3411214122222220220=--=--='c c cm c m P P vv v v v v（2）初动量为2202220020220144.04.04.011cm P Pccm P cm c m c m m P +=-==⨯-=-==v v v v v v设P '为末动量，则得42.2)144.0100()144.0(1010010220222022202220222022202=+⨯+=++=++''='cm cm c m P c m P cm P Pc c m P cP vv第十五章量子物理解答一、选择题1．C2．A 3．C 4．B 5．C 6．E 7．A 8．D二、填空题1．λc h；λh；ch λ2．1.44V ；-15s m 101.7⋅⨯3．0.316 m 4．12.75 5．m 1038.23-⨯6．)()(d d 2222x E x x m ψψ=- ；)()()d d 2(0222x E x U xm ψψ=+- 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）A m h m +=221v ν a eU m =2m 21v e A e h U a -=ν则==eh U a νd d 恒量，由此可知，对不同金属而言AB 线的斜率相同。