Companion to the Practice Set · Mark-by-mark walkthroughs · AP-Feeder / ON / BC / AB styles练习题配套答案 · 逐分讲解 · AP 衔接 / 安 / 卑 / 阿省考风格
A photon has frequency $5.0 \times 10^{14}\ \text{Hz}$. What is its energy?一个光子的频率为 $5.0 \times 10^{14}\ \text{Hz}$。它的能量是多少?
How many neutrons are in the nucleus of ${}^{16}_{8}\mathrm{O}$?${}^{16}_{8}\mathrm{O}$ 的原子核中有多少个中子?
$800$ nuclei, half-life $T = 12$ h. (a) Nuclei after 3 half-lives. (b) Hours elapsed. (c) Why never exactly zero. (d) Does a freezer change $T$?$800$ 个核,半衰期 $T = 12$ h。(a) 3 个半衰期后的核数。(b) 经过的小时数。(c) 为何永不为零。(d) 冰箱是否改变 $T$?
Light above threshold ejects electrons. Intensity is doubled, frequency unchanged. What happens?高于阈值的光射出电子。强度加倍,频率不变。会发生什么?
(a) Alpha decay of ${}^{226}_{88}\mathrm{Ra}$. (b) Beta-minus decay of ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$. (c) Rank alpha/beta/gamma by penetration.(a) ${}^{226}_{88}\mathrm{Ra}$ 的 alpha 衰变。(b) ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ 的 beta 负衰变。(c) alpha/beta/gamma 按穿透力排序。
30-D3.2k requires it. Penetration ranks inversely with ionising power: alpha ionises most and travels least.每个核方程都必须让箭头两侧的核子数 $A$(上标)与电荷 $Z$(下标)守恒。alpha 衰变减去 $(4, 2)$;beta 负衰变保持 $A$ 不变并使 $Z$ 增 $1$,因为一个中子($Z=0$)变为一个质子($Z=1$)加一个电子($Z=-1$)。反中微子不带电且(基本上)无质量,故不影响配平,但必须写出以守恒能量、动量和轻子数,这正是阿尔伯塔 30-D3.2k 要求它的原因。穿透力与电离能力成反比:alpha 电离最强、射程最短。Metal: $\phi = 2.30$ eV, light at $9.0 \times 10^{14}$ Hz. (a) Threshold $f_0$. (b) Are electrons ejected? (c) Max $E_k$ in J. (d) Max $E_k$ in eV.金属:$\phi = 2.30$ eV,光频率 $9.0 \times 10^{14}$ Hz。(a) 阈频 $f_0$。(b) 是否射出电子?(c) 最大 $E_k$(J)。(d) 最大 $E_k$(eV)。
Hydrogen: electron drops $n=2$ ($-3.40$ eV) to $n=1$ ($-13.60$ eV). (a) Photon energy in eV. (b) In joules. (c) Frequency. (d) Wavelength and spectral region.氢:电子从 $n=2$($-3.40$ eV)跃迁到 $n=1$($-13.60$ eV)。(a) 光子能量(eV)。(b) 焦耳。(c) 频率。(d) 波长与光谱区域。
${}^{7}_{3}\mathrm{Li}$, mass $7.01600$ u; $m_p = 1.00728$ u, $m_n = 1.00867$ u. (a) Protons & neutrons. (b) Free-nucleon mass. (c) Mass defect. (d) Binding energy (MeV). (e) Per nucleon.${}^{7}_{3}\mathrm{Li}$,质量 $7.01600$ u;$m_p = 1.00728$ u,$m_n = 1.00867$ u。(a) 质子与中子数。(b) 自由核子质量。(c) 质量亏损。(d) 结合能(MeV)。(e) 每核子。
Electron, $m = 9.11 \times 10^{-31}$ kg, $v = 2.0 \times 10^{6}$ m/s. (a) Momentum. (b) de Broglie wavelength. (c) Why it diffracts off a $0.1$ nm lattice. (d) Why no matter waves for a tennis ball.电子,$m = 9.11 \times 10^{-31}$ kg,$v = 2.0 \times 10^{6}$ m/s。(a) 动量。(b) 德布罗意波长。(c) 为何能在 $0.1$ nm 晶格上衍射。(d) 为何网球无物质波。
I-131, $T = 8.02$ d, $N_0 = 1.60 \times 10^{12}$ atoms. (a) Atoms after $24.06$ d. (b) Fraction after $32.08$ d. (c) Why negligible after $\sim 5$ half-lives. (d) Why warming will not speed decay.I-131,$T = 8.02$ 天,$N_0 = 1.60 \times 10^{12}$ 个原子。(a) $24.06$ 天后原子数。(b) $32.08$ 天后分数。(c) 为何约 $5$ 个半衰期后可忽略。(d) 为何加热不能加快衰变。
D-T fusion ${}^{2}_{1}\mathrm{H} + {}^{3}_{1}\mathrm{H} \to {}^{4}_{2}\mathrm{He} + {}^{1}_{0}\mathrm{n}$; masses $2.01410$, $3.01605$, $4.00260$, $1.00867$ u. (a) Reactant mass. (b) Product mass. (c) $\Delta m$. (d) Energy (MeV). (e) Why energy is released.D-T 聚变 ${}^{2}_{1}\mathrm{H} + {}^{3}_{1}\mathrm{H} \to {}^{4}_{2}\mathrm{He} + {}^{1}_{0}\mathrm{n}$;质量 $2.01410$、$3.01605$、$4.00260$、$1.00867$ u。(a) 反应物质量。(b) 产物质量。(c) $\Delta m$。(d) 能量(MeV)。(e) 为何释放能量。
${}^{1}_{0}\mathrm{n} + {}^{235}_{92}\mathrm{U} \to {}^{141}_{56}\mathrm{Ba} + {}^{92}_{36}\mathrm{Kr} + x\,{}^{1}_{0}\mathrm{n}$, $\Delta m = 0.1860$ u. (a) Find $x$. (b) Energy per fission (MeV). (c) In joules. (d) How neutrons sustain a chain reaction.${}^{1}_{0}\mathrm{n} + {}^{235}_{92}\mathrm{U} \to {}^{141}_{56}\mathrm{Ba} + {}^{92}_{36}\mathrm{Kr} + x\,{}^{1}_{0}\mathrm{n}$,$\Delta m = 0.1860$ u。(a) 求 $x$。(b) 每次裂变能量(MeV)。(c) 焦耳。(d) 中子如何维持链式反应。