第3节带电粒子在复合场中的运动
【考纲全景透析】
一、复合场
1．复合场
(1)叠加场：电场、______、重力场共存，或其中某两场共存．
(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场________出现．2．三种场的比较
2.mg竖直向下路径重力势能qE a．相同b．相反路径qU电势能qvB左手动能
二、带电粒子在复合场中运动的应用实例 1．电视显像管
电视显像管是应用电子束____________(填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子束偏转的
________(填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的．显像管工作时，由________发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的________，使整个荧光屏都在发光．
2．速度选择器(如图1所示)(1)平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相________．这种装置能把具有一定________的粒子选择出 来，所以叫做速度选择器．
(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE ＝qvB ， 图1
即v ＝________. 3．磁流体发电机
(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把________直接转化为电能． (2)根据左手定则，如图2中的B 是发电机________．
(3)磁流体发电机两极板间的距离为l ，等离子体速度为v ，磁场的磁 感应强度为B ，则由qE ＝q U
l ＝qvB 得两极板间能达到的最大电势差
U ＝________.
4．电磁流量计
工作原理：如图3所示，圆形导管直径为d ，用________________ 制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负 离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差，形成 电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势
图3
差就保持稳定，即：qvB ＝________＝________，所以v ＝________，因此液体流量Q ＝Sv ＝πd 24·U Bd ＝πdU
4B .
5．霍尔效应
在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当____________与 电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现 了__________，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍 尔电势差，其原理如图4所示．
【答案】1．磁偏转 磁场 阴极 扫描
2.(1)垂直速度(2)E B
3.(1)内能(2)正极(3)Blv
4.非磁性材料qE q U
d
U
Bd
5.磁场方向电势差
【热点难点全析】
考点一带电粒子在叠加场中的运动
1.是否考虑粒子重力
(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力.
(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理.
(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力.
2.分析方法
(1)弄清复合场的组成.如磁场、电场的复合,磁场、重力场的复合,磁场、电场、重力场三者的复合等.
(2)正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析.
(3)确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情况的结合.
(4)对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时,要分阶段进行处理.
3．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类
(1)磁场力、重力并存
①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．
②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．
(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)
①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．
②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，可用动能定理求解问题．
(3)电场力、磁场力、重力并存
①若三力平衡，一定做匀速直线运动．
②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动．
③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题．
4．带电粒子在复合场中有约束情况下的运动
带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果．
【典例】一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在如图
所示的几种情况中,可能出现的是( )
【答案】选、D.
【详解】根据带电粒子在电场中的偏转情况可以确定带电粒子带电的正、负.选项、C、D中粒子带正电，选项B中粒子带负电.再根据左手定则判断粒子在磁场中偏转方向，可以确定、D正确，B、C错误.
【高考零距离】
【2012年】
24．K3[20122重庆卷] 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场．一束比荷(电荷量
与质量之比)均为1
k
O′O进入两金属板之间，
其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板．重力加速度为g，PQ＝3d，NQ＝2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用．求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)速率为λv 0(λ＞1)的颗粒打在收集板上的位置到O 点的距离． [解析] (1)设带电颗粒的电荷量为q ，质量为m .有
Eq ＝mg
将q m ＝1
k
代入，得E ＝kg (2)如图，有
qv 0B ＝m v 20
R
R 2＝(3d )2＋(R －d )2
得B ＝
kv 0
5d
(3)如图所示，有 q λv 0B ＝m λv 02R 1
tan θ＝
3d
R 21
－3d 2
y 1＝R 1－R 21－3d 2
y 2＝l tan θ y ＝y 1＋y 2
得y ＝d (5λ－25λ2－9)＋3l 25λ2
－9
12．K3 [20122天津卷] 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义．如图所示，质量为m 、电荷量为q 的铀235离子，从容器下方的小孔S 1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S 2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，做半径为R 的匀速圆周运动．离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I .不考虑离子重力及离子间的相互作用．
(1)求加速电场的电压U ；
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t 内收集到离子的质量M ；
(3)实际上加速电压的大小会在U ±ΔU 范围内微小变化．若容器中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，ΔU
U
应小于多少？(结果用百分数表示，保留两位有效数字)
12．[解析] (1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v ，由动能定理得
qU ＝12
mv 2①
离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力充当向心力，即
qvB ＝m v 2
R
②
由①②式解得
U ＝qB 2R 2
2m
(2)设在t 时间内收集到的离子个数为N ，总电荷量为Q ，则
Q ＝It ③ N ＝Q q ④
M ＝Nm ⑤
由③④⑤式解得
M ＝
mIt q
(3)由①②式有R ＝
1
B 2mU
q
设m ′为铀238离子质量，由于电压在U ±ΔU 之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为
R max ＝
1B
2m U ＋ΔU q
铀238离子在磁场中最小半径为
R ′min ＝
1B
2m ′U －ΔU q
这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为
R max ＜R ′min
则有m (U ＋ΔU ) 其中铀235离子的质量m ＝235 u(u 为原子质量单位)，铀238离子的质量m ′＝238 u ，故 ΔU U ＜ 238 u －235 u 238 u ＋235 u 解得 ΔU U ＜0.63% 图10 25．K3[20122课标全国卷] 如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)．在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a 点射入柱形区域，在圆上的b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直．圆心O 到直线的距离为3 5R .现将磁场换为平行 于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a 点射入柱形区域，也在b 点离开该区域．若磁感应强度大小为B ，不计重力，求电场强度的大小． 25．[解析] 粒子在磁场中做圆周运动．设圆周的半径为r ，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 qvB ＝m v 2 r ① 式中v 为粒子在a 点的速度． 过b 点和O 点作直线的垂线，分别与直线交于c 和d 点．由几何关系知，线段a c 、b c 和过a 、b 两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形．因此 a c ＝ b c ＝r ② 设cd ＝x ，由几何关系得 ac ＝45 R ＋x ③ bc＝3 5 R＋R2－x2④ 联立②③④式得r＝7 5 R⑤ 再考虑粒子在电场中的运动．设电场强度的大小为E，粒子在电场中做类平抛运动．设其加速度大小为a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得 qE＝ma⑥ 粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r，由运动学公式得 r＝1 2 at2⑦ r＝vt⑧ 式中t是粒子在电场中运动的时间．联立①⑤⑥⑦⑧式得 E＝14qRB2 5m ⑨ 15．K3[20122江苏卷] 如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场，根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场．图中装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反．质量为m、电荷量为＋q的粒子经加速电压U0加速后，水平射入偏转电压为U1的平移器，最终从点水平射入待测区域．不考虑粒子受到的重力． (1)求粒子射出平移器时的速度大小v1； (2)当加速电压变为4U0时，欲使粒子仍从点射入待测区域，求此时的偏转电压U； (3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向，建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，粒子刚射入时的受力大小如下表所示. 请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向． 图18 15．[解析] (1)设粒子射出加速器的速度为v 0，由动能定理得 qU 0＝12 20 由题意得v 1＝v 0，即v 1＝ 2qU 0 m (2)在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为t . 加速度的大小a ＝qU 1 md 在离开时，竖直分速度v y ＝at 竖直位移y 1＝1 2at 2 水平位移l ＝v 1t 粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为t 竖直位移y 2 ＝v y t 由题意知，粒子竖直总位移y ＝2y 1＋y 2 解得y ＝U 1l 2 U 0d 则当加速电压为4U 0时，U ＝4U 1 (3)(a)由沿x 轴方向射入时的受力情况可知：B 平行于x 轴，且E ＝F q . (b)由沿±y 轴方向射入时的受力情况可知：E 与Oxy 平面平行． F 2＋f 2 ＝(5F )2，则f ＝2F 且f ＝qv 1B 解得B ＝ F q 2m qU 0 (c)设电场方向与x 轴方向夹角为α. 若B 沿x 轴方向，由沿z 轴方向射入时的受力情况得 (f ＋F sin α)2 ＋(F cos α)2 ＝(7F )2 解得α＝30°或α＝150° 即E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°. 同理，若B 沿－x 轴方向，E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为－30°或－150°. 【2011年-2010年】 1.（2011·新课标全国卷·T25）如图，在区域I （0≤x ≤d ）和区域II （d ≤x ≤2d ）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 和2B ，方向相反，且都垂直于Oxy 平面。一质量为m 、带电荷量q （q ＞0）的粒子a 于某时刻从y 轴上的P 点射入区域I ，其速度方向沿x 轴正向。已知a 在离开区域I 时，速度方向与x 轴正方向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与a 相同的粒子b 也从p 点沿x 轴正向射入区域I ，其速度大小是a 的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求 （1）粒子a 射入区域I 时速度的大小； （2）当a 离开区域II 时，a 、b 两粒子的y 坐标之差。 【详解】（1）设粒子a 在I 内做匀速圆周运动的圆心为C （在y 轴上），半径为R a1，粒子速率为v a ,运动轨迹与两磁场区域边界的交点为P′，如图，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有， qv a B=m v a 2 R a1 ① 由几何关系有∠PCP ′=θ ② R a1= d sin θ ③ 式中θ=30°，由上面三式可得 v a = 2dqB m ④ （2）设粒子a 在II 内做圆周运动的圆心为O a ，半径为R a2，射出点为P a （图中未画出轨迹）， ∠P′O a P a =θ′，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有， q v a （2B ）=m v a 2 R a2 ⑤ 由①⑤式得R a2= R a1 2 ⑥ C 、P′、O a 三点共线，且由⑥式知O a 点必位于 x=3 2 d ⑦ 的平面上，由对称性知，P a 点与P′的纵坐标相同，即 y Pa =R a1cos θ＋h ⑧ 式中，h 是C 点的纵坐标。 设b 在I 中运动的轨道半径为R b1，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有， q （v a 3 ）B= m R b1 （v a 3 ）2 ⑨ 设a 到达P a 点时，b 位于P b 点，转过的角度为α，如果b 没有飞出I ，则 t T a2 =θ′ 2π ⑩ t T b1 =α 2π ⑾ 式中，t 是a 在区域II 中运动的时间，而 T a2=2πR a2v a ⑿ T b1=2πR b1v a /3 ⒀ 由⑤⑨⑩⑾⑿⒀式得 α=30° ⒁ 由①③⑨⒁式可见，b 没有飞出I 。P b 点的y 坐标为 y P2=R b1（2+cos α）+h ⒂ 由①③⑧⑨⒁⒂式及题给条件得，a 、b 两粒子的y 坐标差为 y P2－y Pa =2 3 （ 3 －2）d 2.（2011·安徽高考·T23）如图所示，在以坐标原点O 为圆心、半径为R 的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场方向垂直于xOy 平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O 点沿y 轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经0t 时间从p 点射出。 （1）求电场强度的大小和方向。 （2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O 点以相同的速度射 入，经20 t 时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加 速度的大小。 （3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O 点射入，且速度为 原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。 【答案】(1) B R t (2) t (3) 0 18 【详解】（1）设带电粒子质量为m ，电荷量为q ，初速度为v ,电场强度为E ，可判断出粒子受到的洛伦兹力沿x 轴负方向，由于粒子的重力不计且粒子受力平衡，故粒子受到的电场力和洛伦兹力大小相等方向相反，电场强度沿沿x 轴正方向，qvB qE = ① vt R = ② 得0 t BR E = （2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中作类平抛运动在y 方向作匀速直线运动，位移为 20 t v y = ③ 由②③式得2R y = ，设在水平方向位移为x ，因射出位置在半圆线边界上，于是 2 3R x = ,又因为粒子在 水平方向上做匀速直线运动，则 2 0221? ? ? ??=t a x ④ 得 2 34t R a = ⑤ （3）仅有磁场时入射速度v v 4='，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，设轨道半径为r ，由牛顿第 二定律有 r v m B v q 2 ' =' ⑥， 又有ma qvB qE == ⑦， 由②⑤⑥⑦得3 3R r = 带电粒子偏转情况如图由几何知识 r R 2sin = α， 3,2 3sin π αα= = , 则带电粒子在磁场中运动时间 2 23 3 418 18 r R t t v v v πα= == ? = ' 磁 3.（20112北京高考2T23）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。 如图所示的矩形区域CDG （C 边足够长）中存在垂直于纸面的匀强磁场，处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于G 边且垂于磁场的方向射入磁场，运动到G 边，被相应的 收集器收集，整个装置内部为真空。 已知被加速度的两种正离子的质量分别是1m 和2m 12()m m >，电荷量均为q 。加速电场的电势差为U ，离子进入电场时的初速度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用。 （1）求质量为1m 的离子进入磁场时的速率 1 v ； （2）当磁感应强度的大小为B 时，求两种离子在G 边落点的间距s ； （3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在G 边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离。 设磁感应强度大小可调，G 边长为定值L ，狭缝宽度为d ，狭缝右边缘在处；离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于G 边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在G 边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。 【答案】? 1 2m qU ? ) (8212 m m qB U - ? m d = 【详解】?由动能定理， 2 1 121v m qU = ， 所以1 12m qU v = ……………① ?在磁场中作圆周运动，R v m qvB 2 =， qB mv R = ，利用①得 2 112qB U m R = ，2 222qB U m R = ……………② 求两种离子在G 边落点的间距) (822212 21m m qB U R R s -= -=………③ ?质量为 的粒子，在G 边上的落点都在其入射点左侧2R 1处，由于狭缝的宽度为d ，落点区域的宽度 也为d ，同理，质量为 的粒子在G 边上落点区域宽度也是d 。 为保证两束粒子能完全分离，两个区域应无交叠，条件为 d R R >-)(221………④ 利用②式代入④式，得d m m R >- )1(21 21 R 1最大值满足d L R m -=12 得()(1L d d -- > 求得最大值 m d = 4.(20112山东高考2T25)（18分）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为L,磁场方向相反且垂直于纸面。一质量为m 、电量为-q 、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN 板处由静止释放，极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平方向夹角30θ=? （1）当Ⅰ区宽度L 1=L 、磁感应强度大小B 1=B 0时，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30?，求B 0及粒子在Ⅰ区运动的时间t 0 （2）若Ⅱ区宽度L 2=L 1=L 磁感应强度大小B 2=B 1=B 0，求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h （3）若L 2=L 1=L 、B 1=B 0，为使粒子能返回Ⅰ区，求B 2应满足的条件 （4）若 1212 ,B B L L ≠≠，且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从 Ⅰ区左边界射入的方向总相同，求B 1、B 2、L 1、、L 2、之间应满足的关系式。 【答案】（1 2 ）(L - ２（3 ）B > ２ B ２4） 1 1 B L B L = ２２ 【详解】（1）如图1所思，设粒子射入磁场Ⅰ区的速度为v ，在磁场Ⅰ区中做圆周运动的半径为 1 R ， 由动能定理和牛顿第二定律得 1qU m v = ２ ２ ① 11 v qvB m R =２ ② 由几何知识得 1sin L R θ =２ ③ 联立①②③式，代入数据得 0B = ④ 设粒子在磁场Ⅰ区中做圆周运动的周期为T ，运动的时间为t 1 R T v π= ２ ⑤ t T θπ = ２２ ⑥ 联立②④⑤⑥式，代入数据得 t = ⑦ （2）设粒子在磁场Ⅱ区做圆周运动的半径为 R ２ ，由牛顿第二定律得 v qvB m R =２ ２２ ⑧ 由几何知识可得1()(1cos )tan h R R L θθ =+-+２ ⑨ 联立②③⑧⑨式，代入数据得 h L ?=- ?２ ⑩ （3）如图2所示，为使粒子能再次回到Ⅰ区，应满足 (1sin )[(1sin )] R L R L θθ+<+≤２２或 ⑾ 联立①⑧⑾式，代入数据得 B B > ≥ ２２或 （12） （4）如图3（或图4）所示，设粒子射出磁场Ⅰ区时速度与水平方向的夹角为α，由几何知识可得 1111(sin sin )(sin sin )L R L R θαθα=+=-（或） （13） (sin sin )(sin sin )L R L R θαθα=+=-２２２２（或） （14） 联立②⑧式得 11B R B R =２２ (15) 联立（13）（14）（15）式得 11B L B L =２２ （16） 11 B L B L =２２ 5.（20112广东理综2T35）如图19（a ）所示，在以O 为圆心，内外半径分别为1 R 和 2 R 的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U 为常量，1020 ,3R R R R ==,一电荷量为+q ， 质量为m 的粒子从内圆上的点进入该区域，不计重力。 （1）已知粒子从外圆上以速度 1 v 射出，求粒子在点的初速度 v 的大小 （2）若撤去电场，如图19（b ）,已知粒子从O 延长线与外圆的交点C 以速度2 v 射出，方向与O 延长 线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间 （3）在图19（b ）中，若粒子从点进入磁场，速度大小为3 v ，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射 出，磁感应强度应小于多少？ 【答案】（1）m Uq v v 221 0- = ，（2） 22 qR mv B = ，2 022v R t π= ；（3） 3 2m v qR 【详解】（1）带电粒子在复合场中受到电场力和洛伦兹力的作用，因为洛伦兹力不做功，故只要有电场力 做功，由动能定理得: m Uq v v mv mv Uq 2.2 1212 102 02 1- = - = 解得. （2）做出粒子运动的轨迹如图所示，则 00(3)R R -= ，得粒子的运动半径为 2R r = 洛伦兹力提供向心力： r v m B qv 2 2 2=，联立解得： 22 qR mv B = 在磁场中的运动时间为： 2 0222414 1v R Bq m T t ππ=?= = （3）若粒子能够从O 延长线与外圆的交点射出，则有所有粒子均射出，此时粒子在点的射入方向是垂直C 向下的，粒子轨迹的半径为 12R r =，此时对应磁感应强度是最大的设为Bm ，要使粒子能从外圆 射出，由洛伦兹力提供向心力得：2 331 m v qv B m r <所以30 2m m v B qR < 6.（20102全国卷1）26．（21 分）如下图，在0x ≤≤区域内存在与xy 平面垂直的匀强磁场，磁感 应强度的大小为B.在t=0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y 轴正方向的夹角分布在0～180°范围内。已知沿y 轴正方向发射的粒子在 0t t = 时刻刚好从磁场边界上,)P a 点离开磁场。求： ? 粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷q ／m ； ? 此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范围； ? 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。 【答案】?a R 3 32= 32Bt m q π= ?速度与y 轴的正方向的夹角范围是60°到120° ?从粒子发射到全部离开所用 时间 为02t 【解析】 ?粒子沿y 轴的正方向进入磁场，从P 点经过做OP 的垂直平分线与x 轴的交点为圆心，根据直角三角形有2 22 )3(R a a R -+= 解得a R 3 32= 2 3sin = = R a θ，则粒子做圆周运动的的圆心角为120°，周期为 03t T = 粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，根据牛顿第二定律得 R T m Bqv 2 )2( π=，T R v π2= ，化简得 32Bt m q π= ?仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于120°，这样粒子角度最小时从磁场右边界穿出；角度最大时从磁场左边界穿出。 角度最小时从磁场右边界穿出圆心角120°，所经过圆弧的弦与?中相等穿出点如图，根据弦与半径、x 轴的夹角都是30°，所以此时速度与y 轴的正方向的夹角是60°。 角度最大时从磁场左边界穿出，半径与y 轴的的夹角是60°，则此时速度与y 轴的正方向的夹角是120°。 所以速度与y 轴的正方向的夹角范围是60°到120° ?在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应该与磁场的右边界相切，在三角形中两个相等的腰为 a R 3 32=，而它的高是 a a a h 3 33 323= - =， 半径与y 轴的的夹角是30°，这种粒子的圆心角是240°。所用 时间 为02t 。 所以从粒子发射到全部离开所用 时间 为02t 。 7. (20102全国卷2)26（21分）图中左边有一对平行金属板，两板相距为d ，电压为V;两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B 0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a 的正三角形区域EFG(EF 边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q 的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF 边中点H 射入磁场区域。不计重力 （1）已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG 后，从边界EF 穿出磁场，求离子甲的质量。 （2）已知这些离子中的离子乙从EG 边上的I 点（图中未画出）穿出磁场，且GI 长为3 4a ，求离子乙 的质量。 （3）若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。 解析： （1）在粒子进入正交的电磁场做匀速直线运动，设粒子的速度为v ，电场的场强为E 0，根据平衡条件得 00E q B qv = ① 0V E d = ② 由①②化简得 0V v B d = ③ 粒子甲垂直边界EF 进入磁场，又垂直边界EF 穿出磁场，则轨迹圆心在EF 上。粒子运动中经过EG ，说明圆轨迹与EG 相切，在如图的三角形中半径为 R=acos30°tan15° ④ tan15° = 1cos 302sin 30-?=- ? ⑤ 联立④⑤化简得 3)2 R a = ⑥ 在磁场中粒子所需向心力由洛伦磁力提供，根据牛顿第二定律得 2 03)2 m v B qv a = ⑦ 联立③⑦化简得 3)2 qadBB m V = ⑧ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 装 ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 订 ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 线 ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ 防灾科技学院 2013~ 2014学年 第二学期期末考试 大学物理（上）试卷 ( B) 使用班级13级理工类本科生 答题时间_120分钟_ （阿伏加德罗常数2316.0210A N mol -=?；摩尔气体常数8.31J R mol K =?；玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J ?K -1 ；g=10m/s 2 ） 一、 选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分。） 1、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处， 其速度大小为：( D ) A. t r d d ； B. t r d d ； C.t r d d ； D. 22d d d d ? ? ? ??+??? ??t y t x 2、一质点作简谐振动, 当位移大小为振幅的一半时，其动能和势能之比为：（ D ） A. 1:1 ； B. 2:1 ； C. 4:1 ； D. 3:1 。 3、关于机械能守恒和动量守恒条件有以下几种说法，其中正确的是（ C ） A. 不受外力作用的系统，其动量和机械能必然同时守恒； B. 所受合外力为零，内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒； C. 不受外力，而内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒； D.外力对一个系统做的功为零，则该系统的机械能和动量必然同时守恒。 4、人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，卫星轨道近地点和远地点分别为A 和B ．用L 和E K 分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值，则应有 （ C ） A. L A >L B ，E KA >E kB ； B. L A =L B ，E KA 关于化学的学习心得体会5篇 心得体会是指一种读书、实践后所写的感受性文字。一般分为学习体会，工作体会，教学体会，读后感，观后感。以下是关于化学的学习心得体会5篇，欢迎阅读参考! 关于化学的学习心得体会(一) 科学的目的除了应用以外，还有发现世界的美，满足人类的好奇心。物理化学自然也是科学，所以同样适用。 化学热力学，化学动力学，电化学，表面化学……物理化学研究的主要内容大致如此。然而，在刚刚开始学物化的时候，我几乎被一大堆偏微分关系式所吓晕。尤其是看那一大堆偏微分的公式，更是让我觉得头痛。然而通过阅读以及对以前高数的复习，我慢慢地能理解偏微分的含义了。由于物化是一门交叉性的学科，因此我们除了上课要认真听讲更重要的是联系以前学习过的知识，将它们融会贯通，这才能学习好物化。 物化是有用的，也是好玩的，这些是学习物化的动力，那么，怎样才可以学好物化呢? 对我来说，主要就是理解-记忆-应用，而串起这一切的线索则为做题。理解是基础，理解各个知识点，理解每一条重要公式的推导过程，使用范围等等。我的记性不太好，所以很多知识都要理解了之后才能记得住，但是也正因如此，我对某些部分的知识点或公式等的理解可能比别人要好一点，不过也要具体情况具体分析，就好像有一些公式的推导过程比较复杂，那或许可以放弃对推导过程的理解，毕竟最重要的是记住这条公式的写法及在何种情况下如何使用该公式，这样也就可以了，说到底，对知识的记忆及其应用才是理解的基础物理化学不在于繁杂的计算，而是思路。 我觉得学习物化时应该逐渐的建立起属于自己的物理化学的理论框架，要培养出物理化学的思维方式，而且应该有自己的看法，要创新。物化离不开做题。 认真地去做题，认真地归纳总结，这样才可以更好地理解知识，这样才能逐渐建立起自己的框架，而且做题也是一个把别人的框架纳入自己的框架的过程。从另 物理化学(下册)期末考试大纲 第八章： 电化学、原电池、电解池、正负极、阴阳极等基本概念和电解定理；电导、电导率、摩尔电导率的意义及其与溶液浓度的关系；离子独立移动定律及电导测定的应用；电解质的离子平均活度、平均活度因子及其计算方法；离子强度的计算,德拜－休克尔极限公式. 第九章： 可逆电池,电池的书面写法,电极反应和电池反应,可逆电池的热力学(桥梁公式、Eθ与Kθa的关系),用Nernst公式计算电极电势和电池电动势,电动势测定的应用(计算平均活度因子、解离平衡常数和pH值). 第十章： 极化现象,超电势,极化对电解电压和原电池电动势的影响,电解过程中电极电势的计算及反应顺序的判断,金属的电化学腐蚀与防护,化学电源的类型. 第十一章： 反应速率表示法,基元反应,反应机理,反应级数,反应分子数,简单级数反应的速率方程（推导和计算）及特点(反应速率常数的量纲、半衰期),典型复杂反应(对峙、平行、连续)的特点,对峙、平行反应速率方程的推导,温度对反应速率的影响,阿仑尼乌斯公式的含义及由它求活化能,链反应的特点,用稳态近似、平衡假设、速控步等近似方法推导速率方程. 第十二章： 碰撞理论、过渡状态理论的要点,离子强度对反应速率的影响,光化学反应的基本定律,光化学反应与热反应的差别,量子产率,催化作用原理,催化剂,酶催化. 第十三章： 表面吉布斯自由能和表面张力的含义,表面张力与温度的关系,弯曲液面上的附加压力,杨－拉普拉斯公式,开尔文公式,液－固界面现象(铺展、润湿、接触角、毛细管液面高度),表面活性剂的作用,表面活性物质在溶液中的分布,物理吸附、化学吸附的特点,朗格缪尔等温吸附模型. 第十四章： 分散系统,胶体,胶体的结构表示式,胶体的丁铎尔效应,电动现象(电泳、电渗),电动电位,胶体的稳定性及一些因素对它的影响,大分子溶液与胶体的异同,大分子物质平均摩尔质量的种类,唐南平衡. 物理化学心得体会 经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的手段，关键还在于用脑子去想。 学习物理化学应该有自己的方法：一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，“应用”对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求多一点“觉悟”。三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、Gibbs自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的“觉悟”才是终身有用的。 第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会本章内容中，有几个问题要作些说明以下几点：1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。第二定律抓住了所有宏观过程的本质，即不可逆性。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理，并得出热力学温标，然后导出了克劳修斯不等式，最终得出了熵和普遍的可逆性判据。以后又导出一些特殊条件下的可逆性判据。这个漫长的演绎推理过程，具有极强的逻辑性，是热力学 2013年冶金物理化学考研试题 北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题 ======================================================================== ===================================== 试题编号：809 试题名称冶金物理化学（共7 页）适用专业：冶金工程、冶金工程（专业学位） 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 考试用具：无存储功能计算器。 ======================================================================== ===================================== 此试卷包含两部分：其中第一部分适用于冶金工程（不含生态学）考生，第二部分仅适用于生态学考生。 第一部分（适用于冶金工程<不含生态学>考生） 1、简要回答下列问题（第1-8小题每题7分，第9小题14分，共70分） 1）当铁液中组元i的浓度趋于零时，试推导以纯物质标准态的活度及活度系数与以1%标准态的活度及活度系数的关系。 2）对如下反应 （SiO2）+2[C]=[Si]+2CO (1) △G10=a1-b1T SiO2，（S）+2[C]=[Si]+2CO (2) △G20=a2-b2T 在T≤1873K时，讨论△G10与△G20的关系。 3）用热力学原理分析氧势图（Ellingham图）上，为什么标准状态下低位置的金属元素可以还原高位置的氧化物？ 4）描述二元系规则溶液的活度系数的计算方法，并与Wagner模型计算进行对 新乡学院2009―2010学年度第一学期 《物理化学》期末试卷A 卷 课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：07级化学工程与工艺班 1．吉布斯吸附等温式 Г=（ ），若一溶质加入纯水中后使表面张力降低，则该溶 质在溶液表面发生（ 正 ）吸附。 2．不论是电解池或是原电池，极化的结果都是使阳极电势（ 更高），阴极电势（ 更 低 ）。 3．kg 的CaCl 2水溶液，若γ± =，则平均离子活度 a ± =( )。 4．常见的亚稳态有四种，它们分别是（过冷液体），（过热液体 ），（过饱和蒸气），（ 过饱和溶液 ）。 5．在下图中画出γsl , γsg , γlg 和 θ 。 6．振动配分函数计算公式引入的k h V ν =Θ 的量纲为（ K 或者温度 ）。 7．由玻尔兹曼公式可知，任意两个能级的玻兹曼因子之比，等于（该两能级分配的粒子数之比 ）。 8. 合成氨反应N 2（g ）+3H 2（g ）→2NH 3（g ）若反应在恒容条件下进行时，则其反应速率可表示为ΥH 2=（ 2H dc dt -； ）或ΥNH 3=（ 3NH dc dt ），两者之间的关系为 （ 2H dc dt - ： 3NH dc dt =3：2 ）。 9.碰撞理论的临界能C E 与Arrhenius 活化能a E 的关系为（ a E = C E +12RT ） 在（ ）的条件下，可以认为a E 与温度无关。 10.憎液溶胶在热力学上是不稳定的，它能相对稳定存在的原因是（ 胶体粒子带电 ）； （ 溶剂化作用）和（ 布朗运动）。 1．原电池在恒温、恒压 可逆放电，ΔH 与Q r 的大小关系为ΔH （ ）Q r 。 A.＞ B.＜ C.= D.无法判断 2．下列原电池中，其电池电动势与氯离子的活度无关的是（ ） A. Hg ∣ Hg 2Cl 2(s )∣KCl(a )∣Cl 2(p )|Pt B. Zn∣ZnCl 2(a )∣Cl 2(p )|Pt C. Zn∣ZnCl 2(a 1)‖KCl(a 2)∣Hg 2Cl 2(s) |Hg 3．一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，相同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的是（ ） A.表面吉布斯函数 B.表面张力 C.比表面 D.液面下的附加压力 4．玻尔兹曼分布，( ) A. 只适用于定域子系统； B . 只适用于离域子系统； C. 只适用于独立子系统； D. 只适用于相依子系统。 5．酸碱催化的主要特征是（ ） A. 反应中有酸的存在 B. 反应中有碱的存在 C. 反应中有电解质存在 D .反应中有质子的转移 6.某反应，当反应物反应掉5／9所需时间是它反应掉1／3所需时间的2倍时，该反应是（ ） A.一级反应 B.二级反应 C.三级反应 D.零级反应 7.反应 A 1k ?? → B ① , A 2k ??→ C ② 。已知反应①的活化能1E 大于反应②的活化能2E ,以下措施中哪一种不能改变获得B 和D 的比例。（ ） 一、填空题（每小题1分，共19 分） 二、选择题（每题1分，共8分） 院系:________ 班级:__________ 姓名:______________ 学号:_____________ …….……………………….密…………………封…………………线………………………… (/)(/)T c RT c γΓ=-?? 物理课和化学课是当前高中教育阶段非常重要的两门基础课程,包含在理工科之中,但是两门课程在很大程度上具备文科的特点。下面是学习物理化学的心得体会，供你参考! 学习物理化学的心得体会篇1 经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的手段，关键还在于用脑子去想。 学习物理化学应该有自己的方法： 一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。 二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，应用对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求多一点觉悟。 三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、 bb 自由能减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的觉悟才是终身有用的。 第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会本章内容中，有几个问题要作些说明以下几点： 1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。第二定律抓住了所有宏观过程的本质，即不可逆性。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理，并得出热力学温标，然后导出了克劳修斯不等式，最终得出了熵和普遍的可逆性判据。以后又导出一些特殊条件下的可逆性判据。这个漫长的演绎推理过程，具有极强的逻辑性，是热力学精华之所在。采用循环和以可逆过程为参照，则是热力学独特的基本方法。 2. 热力学基本方程是热力学理论框架的中心热力学基本方程将、、、、、、A、等 三、计算 1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求 （1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度； （2）该溶液的凝固点降低值； （3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107 1、计算H2 和O2分压各为1.00×10 4 Pa, 水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的△rGm，并判断反应自发进 行的方向。 2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa 时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分 压最少需多大？ △rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P （H2O）=1.24﹡107Pa。 装 订 线 在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C 下分解为NH3（g）与H2S（g）， 平衡时容器内的压力为66.6kPa 。 （1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS 固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。 4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V 求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。 答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V 5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3 学习物理化学的心得体会 学习物理化学的心得体会 当我们有一些感想时，可以将其记录在心得体会中，如此就可以提升我们写作能力了。那么心得体会该怎么写？想必这让大家都很苦恼吧，下面是小编帮大家整理的学习物理化学的心得体会，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。 学习物理化学的心得体会1 一学期就这样悄然而逝。回想一下自己学到了什么。然而，一闭眼，感觉自己什么未曾学到。对物理化学没有整体的感知。 我想这应该说我自己平时不注重积累和总结吧。 确实，平时就只顾着赶作业，而忽视了总结。这一学期，我很少认真的想这章学完了，我该总结了。很少认真的想这两章学完了，我该总结了。更别说全本书学了，我该总结了。 总结不只应该挂在嘴上，而应落实下来。有总结才有系统的积累。这是我对学习物化及其他课的最深的一点感想，或者说是收获吧。 但仔细回想，收获还是有的。 首先，从老师那里我学到了，做事之前的准备要做好，做事时常常抬头从不同的角度看看，做完了要记得总结。做之前要认真思考：我做这件事是为了什么目的，我想达到什么效果，中间可能会出现哪些问题，我有没有在做无用功……很多时候总觉得自己很忙，可是在忙什么呢？有必要吗？有没有快速点的办法？这些问题却没有思考。 好比，进山之前，我未总体感知他；进山之后，我自顾着低头做，却忘了抬头看看脚下的路，它延向何方，路边风景如何；出山之后，却未回头看看我是怎么进去的，又是怎么出来的。还有别的路吗我没有思考过。那是我没有时间吗？当然，我们都知道，时间是挤出来的。正如，很多成功之士，他们的成功部分在于他们会挤时间，把时间用在刀刃上。 其次，我觉得有一点特别重要，就是我从何老师和周老师身上深深感受到的乐观的心态。 我一直觉得自己是一个悲观的人，我总结得自己这不行，那不行。过于在乎别人的看法，总觉得自己什么都做不来。一件事对我来说，想到的也都是它坏的一面。而老师不同， 物理化学期末考试试题(1) 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第1页 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第2页 化学专业《物理化学》上册期末考试试卷（1）（时间120分钟） 一、单 项选择题（每小题2分，共30分） 1、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ） A 体系处于一定的状态，具有一定的内能 B 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C 状态发生变化，内能也一定跟着变化 D 对应于一个内能值，可以有多个状态 2、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ ） A Q > 0，W > 0，?U > 0 B Q = 0，W = 0，?U < 0 C Q = 0，W = 0，?U = 0 D Q < 0，W > 0，?U < 0 3、一种实际气体，其状态方程为PVm=RT+αP （α<0），该气体经节流膨胀后，温度将（ ） A 、升高 B 、下降 C 、不变 D 、不能确定 4、在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG 应为( ) A. ΔG < 0 B. ΔG > 0 C. ΔG =0 D. 不能确定 5、理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（ ） A 、ΔS 体＞0 ΔS 环＞0 B 、ΔS 体＜0 ΔS 环＜0 C 、ΔS 体＞0 ΔS 环＜0 D 、ΔS 体＞0 ΔS 环=0 6、下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否 无关（ ） (A ). S 、G 、F 、C V (B) U 、H 、P 、C V (C) G 、F 、H 、U (D) S 、U 、H 、G 7、在N 个独立可别粒子组成体系中，最可几分布的微观状态数t m 与配分函数q 之间的关系为 （ ） (A) t m = 1/N ! ·q N (B) t m = 1/N ! ·q N ·e U /kT (C) t m = q N ·e U /kT (D) t m = N ! q N ·e U /kT 8、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会（ ） A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、可能升高或降低 9、盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（ ） A 、天气太热 B 、很少下雨 C 、水分倒流 D 、肥料不足 10、在恒温密封容器中有A 、B 两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为c A 和c B (c A > c B )，放置足够长的时间后（ ） (A) A 杯盐的浓度降低，B 杯盐的浓度增加 ； (B) A 杯液体量减少，B 杯液体量增加 ； (C) A 杯盐的浓度增加，B 杯盐的浓度降低 ； (D) A 、B 两杯中盐的浓度会同时增大 。 11、298K 、101.325kPa 下，将50ml 与100ml 浓度均为1mol·dm -3 萘的苯溶液混合，混合液的化学势μ为：（ ） (A) μ = μ1 + μ2 ； (B) μ = μ1 + 2μ2 ； (C) μ = μ1 = μ2 ； (D) μ = ?μ1 + ?μ2 。 12、硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O （s ）、H 2SO 4·2H 2O （s ）、H 2SO 4·4H 2O （s ），在P θ 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种（ ） A 、1种 B 、2种 C 、3种 D 、4种 13、A 与B 可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A 与B 的体系 可以形成几种低共熔混合物（ ） A 、5种 B 、4种 C 、3种 D 、2种 14、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $＞K c (D) K p $ ＜K c 15、 一定温度下，一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为α，改变下列条件， 何者可使α增大？( ) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得 分 得分 得分 评卷人 复核人 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题 标准答案及评分标准 一．Choice(20分，每题4分) 1. a 2. b 3. c 4. d 5. a 二．Blanks （20分） 6. 0.5 （1分） 3 (1分) 1/2 (1分) π/6（2分） 3π or 9.42 (3pts) 7. 1.26 （3分） 8. 2.26°(3分) 9. 3.56×10-28 (3分) 10. 1.14eV (3分) 三．Questions(10分) 11. (5pts) The relativity principle: The laws of physics must be the same in all inertial reference frames. 一切物理规律在惯性系中相同。(2分) The constancy of the speed of light: The speed of light in vacuum has the same value c in all inertial frames, regardless of the velocity of the observer or the velocity of the source emitting the light. 真空中的光速在任何惯性系中都是c ，与光源或观察者的运动无关。（3分） 12. (5pts) The maximum kinetic energy of photoelectrons is independent of light intensity. (2分) No electrons are emitted if the incident light frequency falls below some cutoff frequency fc , whose value is characteristic of the material being illuminated, regardless of the light intensity.（3分） 四. Problems （50分） 13(10pts) (1) The average transitional kinetic energy 21101.623-?== kT K t J ………………… 3pts (2) the rms speed s m M RT v rms /4803≈= ………………… 3pts (3) the internal energy RT i E 2 = ………………… 1pts For O 2, i = 5, ………………… 1pts the internal energy 60912≈= RT i E J ………………… 2pts 14(10pts) (1) 1→2: Isothermal expansion )/ln( 12V V nRT Q H H = ………………… 2pts 3→4: Isothermal compression )/ln( 34V V nRT Q L L = ………………… 2pts (2) 2→3: Adiabatic expansion 1312 --=γγV T V T L H ………………… 1pts 关于物理化学教学反思 反思不只应该挂在嘴上，而应落实下来。有反思才有系统的积累。这是我对学习物化 及其他课的最深的一点感想，或者说是收获吧。下面是小编为大家整理的关于物理化学教 学反思，供你参考! 经过对物理化学的学习，感觉很系统，很科学，我对这门课程有了进一步的了解与熟悉。物理化学的研究内容是：热力学、动力学、和电化学等，它是化学中的数学、哲学，学好它必须用心、用脑，无论是用眼睛看，用口读，或者用手抄写，都是作为辅助用脑的 手段，关键还在于用脑子去想。 学习物理化学应该有自己的方法： 一、勤于思考，十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗 枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。对抽象的概念如熵领悟其物理意义，不 妨采用形象化的理解。适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。 二、勤于应用，在学习阶段要有意识地应用原理去解释客观事物，去做好每一道习题，与做物化实验一样，应用对加深对原理的理解有神奇的功效，有许多难点是通过解题才 真正明白的。做习题不在于多，而在于精。对于典型的题做完后一定要总结和讨论，力求 多一点觉悟。 三、勤于对比与总结，这里有纵横二个方面，就纵向来说，一个概念原理总是经历提出、论证、应用、扩展等过程，并在课程中多次出现，进行总结定会给你豁然开朗的感觉。就横向来说，一定存在相关的原理，其间一定有内在的联系，如熵增原理、Gibbs自由能 减少原理、平衡态稳定性等，通过对比对其相互关系、应用条件等定会有更深的理解，又 如把许多相似的公式列出对比也能从相似与差别中感受其意义与功能。在课堂上做笔记，课下进行总结，并随时记下自己学习中的问题及感悟，书本上的、课堂上的物化都不属于自己，只有经历刻苦学习转化为自己的觉悟才是终身有用的。 第二、三章是热力学部分的核心与精华，在学习和领会本章内容中，有几个问题要作 些说明以下几点： 1. 热力学方法在由实践归纳得出的普遍规律的基础上进行演绎推论的一种方法。热力 学中的归纳，是从特殊到一般的过程，也是从现象到本质的过程。拿第二定律来说，人们 用各种方法制造第二类永动机，但都失败了，因而归纳出一般结论，第二类永动机是造不 出来的，换句话说，功变为热是不可逆过程。第二定律抓住了所有宏观过程的本质，即不 可逆性。热力学的整个体系，就是在几个基本定律的基础上，通过循环和可逆过程的帮助，由演绎得出的大量推论所构成。有些推论与基本定律一样具有普遍性，有些则结合了一定 的条件，因而带有特殊性。例如从第二定律出发，根据可逆过程的特性，证明了卡诺定理， ，反应 1 的关系为 212 = 1212121 2 A ?C2H2(g) + H2(g)是一级反应，在1073.2 K时，反应经10 h有三. 乙烯热分解反应：C2H4(g)?→ 转化率为50%的乙烯分解。已知上述反应的活化能为250.8 kJ?mol-1。欲使10 s内有转化率为60%的乙烯分解，问温度应控制在多少？(12分) 四.镉-甘汞电池反应式为Cd+ Hg2Cl2(s) === Cd2++2Cl－+2Hg，如果各物质均处在标准状态下，其原电池电动势与温度的关系式为： E/ V = 0.67-1.02×10-4(T/K-298) -2.4×10-6(T/K-298)2 （1）写出原电池简式； （2）计算上述电池反应在40℃时的?r G，?r H和?r S各为多少？(12分) 五.反应C2H6+ H2?→ ?2CH4 的反应机理如下： C2H62CH3·； CH3·+ H2k1 ?CH4 + H·； ?→ H·+ C2H6k2 ?→ ?CH4＋CH3·。 设第一个反应为快速平衡，平衡常数为K；设H·处于稳定态,试建立CH4生成速率的动力学方程式。 (12分) 六. 电池Zn|ZnCl2（b=0.555 mol·kg-1）|AgCl(s)|Ag，测得25℃时电动势E=1.015V。已知：E(Zn2+|Zn) =－0.763V，E(Cl-|AgCl|Ag) = 0.2223 V。 （1）写出电池反应（得失电子数为2）； （2）求上述反应的标准平衡常数K； （3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子(系数)γ±。 (12分) 武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 | 课程名称——物理化学（下）— （ A 卷） 一. 选择题答案 : （12分，每题2分） BACDBC 二. 填空题答案 : （40分，每空2分） 1. 0.9 mol ·kg － 1 2. 变大 变小 3. 小 小 4. (γ + 2·γ - 3)15 10815 (γ + 2 ·γ －3) 15(m /b ) 5. > 6. {[Al(OH)3]m n OH －·(n －x )Na +}x －·x Na + 负 7. mol 1－α·dm 3(α－1)·s －1 11y c t m c t k m c d d d d Y A A A =-=?α 8. < < < 9. 散射 大于 10. e r v t ln ln ln ln ln q q q q q +++= 或=q e r v t q q q q 11. 1 12. △p =4γ / r 三. 解：反应为一级，则 k T (.).../1073206930693 1000693121K h h = ==- =1.925×10-5 s -1 (2分) k T t x ()ln =-11 1A =1s 0916.060.011ln s 101-=?? ? ??- (3分) 由阿仑尼乌斯方程： ()()ln ..k T k E R T a 10732110732 1K K ??????? ?=-?? ??? (3分) 代入k (1073.2K)，k (T )及E =250.8×103 J ?mol -1 得： T =1535.9 K (4分) 四. 解: （1）Cd ?Cd 2+(a =1) ?? Cl -(a =1) ?Hg 2Cl 2(s)?Hg(l) （3分） 一、Choice (4pts*5) 1. Free expansion . A adiabatic container has two parts connected by a valve (阀门). The volume of the two parts is the same ( Fig.1 ). The left part is filled with ideal gas (diatomic molecule 双原子分子) with temperature T . When the valve is opened, the gas will expand freely to fill both parts. After the system reach thermal equilibrium, the temperature of the gas is () (a) T (b) 2/T (c) 3/22/T (d) T 2 2 A red star and a blue star, which has higher surface temperature? (a) The red star (b) The blue star (c) They have the same surface temperature (d) Unable to determine 3. A particle’s location is measured and specified as being exactly at x = 0, with zero uncertainty in the x direction. How does that location affect the uncertainty of its momentun component in the y direction? (a) It does not affect it. (b) It makes it infinite. (c) It makes it zero. 4. Unpolarized light passes through two polarizers whose optical axes are in the same direction. The intensity of the emerging light is I 0. If a third polarizer is placed between the polarizers so that its axis is at an angle θ with the other two, the intensity of the emerging light is (a) zero (b) I 0 (c) I 0 cos 2θ (d) I 0 cos 4θ 5. The following functions may represent the wave motion f (x ,t ) in a one-dimensional elastic medium in terms of position x , time t , and positive constants A , a , and b . Which function represents a traveling wave moving in the negative x-direction? (a) ()()bt ax A t x f +=sin , (b) ()()bt ax A t x f -=sin , (c) ()bt ax A t x f cos cos ,= (d) ()bt ax A t x f sin sin ,= Fig.1 学习物理化学的心得体会5篇 ----WORD文档，下载后可编辑修改---- 学习物理化学的心得体会1 一学期就这样悄然而逝。回想一下自己学到了什么。然而，一闭眼，感觉自己什么未曾学到。对物理化学没有整体的感知。 我想这应该说我自己平时不注重积累和总结吧。 确实，平时就只顾着赶作业，而忽视了总结。这一学期，我很少认真的想这章学完了，我该总结了。很少认真的想这两章学完了，我该总结了。更别说全本书学了，我该总结了。 总结不只应该挂在嘴上，而应落实下来。有总结才有系统的积累。这是我对学习物化及其他课的最深的一点感想，或者说是收获吧。 但仔细回想，收获还是有的。 首先，从老师那里我学到了，做事之前的准备要做好，做事时常常抬头从不同的角度看看，做完了要记得总结。做之前要认真思考：我做这件事是为了什么目的，我想达到什么效果，中间可能会出现哪些问题，我有没有在做无用功......很多时候总觉得自己很忙，可是在忙什么呢?有必要吗?有没有快速点的办法?这些问题却没有思考。 好比，进山之前，我未总体感知他;进山之后，我自顾着低头做，却忘了抬头看看脚下的路，它延向何方，路边风景如何;出山之后，却未回头看看我是怎么进去的，又是怎么出来的。还有别的路吗我没有思考过。那是我没有时间吗?当然，我们都知道，时间是挤出来的。正如，很多成功之士，他们的成功部分在于他们会挤时间，把时间用 在刀刃上。 其次，我觉得有一点特别重要，就是我从何老师和周老师身上深深感受到的乐观的心态。 我一直觉得自己是一个悲观的人，我总结得自己这不行，那不行。过于在乎别人的看法，总觉得自己什么都做不来。一件事对我来说，想到的也都是它坏的一面。而老师不同，她们总能从另外的角度把自己变得快乐起来。每次上课，她们都是笑嘻嘻的，非常开心。每节课都让她们变得如此精彩。我常对自己说，既然意识到了就行动啊。对，我得养成乐观的心态，向老师那样，开心的工作，愉快的学习，那样也才有效率。 这两点让我获益匪浅。 下面，我想谈谈自己对物理化学的学习情况。 物理化学上册共有七章。其中，第一章《气体》我们没上。我觉得剩下六章大概分为三类。第一类：热力学两定律和统计热力学;第二类，化学势;第三类，两个平衡，相平衡和化学平衡。这其中，我认为自己化学势和两平衡学的还好。这三章，多在计算，而喜欢动笔计算做题的我，这几章到也顺手。相图这章记住几种类型的相图就没事。不过，热力学定律学的就差点。关键是运用不是很熟悉。里面有些公式运功的条件不是把我的很准。对状态函数G和A学的不够好。对它们的定义能接受，但涉及计算和概念，还是会出错。最不好的是统计热力学。原因在于，公式太多，有很杂。“配分函数”这个概念还是有点难懂。 一、单项选择题 1. 同温同压下同体积的各种气体具有相同的分子数”这一著名假设，最先提出者是D A、波义尔(Boyle) B、盖·吕萨克(Gay-Lussac) C、道尔顿(Dalton) D、阿伏加德罗(Avogadro) 2.对于实际气体，处于下列哪种情况时，其行为与理想气体相近?B A、高温高压; B、高温低压; C、低温高压; D、低温低压。 3.若空气的组成是21.0%(体积)的O2 及79%的N2，大气压力为740 mmHg。那么O2 的分压力最接近的数值为C A、300 mmHg; B、550 mmHg; C、155 mmHg; D、284mmHg。 4.通用摩尔气体常数R的取值是B A、82.06 L·atm·K-1·mol-1; B、8.314 J·K-1·mol-1; C、1.987 cal·atm·K-1·mol-1; D、0.082 cal·K-1·mol-1。 5.当用压缩因子来讨论实际气体时，若Z>1则表示该气体B A、易于压缩; B、不易压缩; C、易于液化; D、不易液化。 6.双参数普遍化压缩因子图的建立是基于C A、范德华方程; B、理想气体状态方程; C、对应状态原理; D、不同物质的特征临界参数。 7.若某实际气体的体积小于同温同压同量的理想气体的体积，则其压缩因子Z应为C A、等于零; B、等于1; C、小于1; D、大于1。 8.在范德华(van der Waals)方程式中，把实际气体作为理想气体处理时，应引入的校正因子的数目为C A、4 ; B、3; C、2 ; D、1。 9.气体的压力可以用不同的单位表示。在换算中，与1 atm相当的哪个换算系数不对?C A、101325 Pa ; B、1.01325 bar; C、76 Torr; D、760 mmHg。2013-2014-2大学物理(上)B答案1
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