“热、光、原”易错题

叶小红

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在热学中，对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位，导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间不能建立起正确的关系，在分析气体温度变化（内能变化）、体积变化（做功情况）时出现错误，从而导致利用图象分析气体内能变化等问题时出现困难。在光学中，解题过程不规范导致计算错误，不善于用光路图对动态过程作分析。对原子和原子核中的各个概念及现象混淆，对多种可能性的问题分析浅尝辄止，计算不过硬。

范例剖析

例1下列说法中正确的是（）

A． 温度低的物体内能小

B． 温度低的物体分子运动的平均速率小

C． 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大

D． 外界对物体做功时，物体的内能不一定增加

错因分析：没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和。温度低只表示物体分子平均动能小，而不表示势能一定也小，也就是所有分子的动能和势能的总和不一定小，所以选项A是错的。

不同物质的分子质量不同，而动能不仅与速度有关，也与分子质量有关，单从一方面考虑问题是不够全面的，所以选项B也是错的。

错选C的原因是混淆了微观分子无规则运动与宏观物体运动。分子的平均动能只是分子无规则运动的动能，而物体加速运动时，物体内所有分子均参与物体有规则地运动，这时物体整体运动虽然越来越快，但并不能说明分子的无规则运动就要加剧。从本质上说，分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关，而与物体的宏观运动情况无关。

正确解答：物体内能的变化与两个因素有关，即做功和热传递两方面，内能是否改变要从这两方面综合考虑。若做功转化为物体的内能等于或小于物体放出的热量，则物体的内能不变或减少。即外界对物体做功时，物体的内能不一定增加，选项D是正确的。

归纳拓展：要正确理解影响物体内能变化的两个因素，注意宏观与微观的区别与联系。

例2如图1所示，一端开口的圆筒中插入光滑活塞，密闭一段理想气体，其状态参量为P0，V0，T0，在与外界无热交换的情况下，先压缩气体到P1，V1，T1状态，再让气体膨胀到P2，V2，T2状态，若V1＜V0＜V2，则（）

A． T1＞T0＞T2 B． T1=T0=T2

C． T1＜T0＜T2 D． 无法判断

错因分析：主要原因是没有进一步挖掘题目给出的条件，即“与外界无热交换”这个条件，若注意到这点，必有收获。

正确解答：A。从题目给出的条件，“V1＜V0＜V2”和“与外界无热交换”，根据热力学第一定律，我们可以知道，从V0→V1的过程，气体体积减小，外界对气体做功，而系统吸放热为零，则内能一定增加，理想气体内能增加意味着温度增加，所以T1＞T0。从状态1经过状态0到状态2，气体体积膨胀，气体对外做功，内能减少，温度降低，所以T0＞T2，结果为T1＞T0＞T2。

归纳拓展：气体状态的三个参量有相互的联系，可以用理想气体的状态方程解题，但对题目的已知条件应充分挖掘。

（1）求每秒内由K极发射的电子数；

（2）求电子到达A极时的最大动能；

（3）如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的3倍，此时电子到达A极时的最大动能是多少？（普朗克常量h=6.63×10－34 J·s，电子的电荷量e=1.6×10－19 C）

典型错误：（1）由于Q=It，所以t=1 s内发射电子数为：

（1）求电子在基态轨道上运动时的动能。

（2）有一群氢原子处于量子数n=3的激发态。画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线。

（3）计算这几条光谱线中波长最短一条的波长。（其中静电力恒量k=9.0×109 N·m2/C2，电子电荷量e=1.6×10－19 C，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s，真空中光速c=3.0×108 m/s）

如果光子或实物粒子与原子作用而使原子电离（绕核电子脱离原子的束缚而成为“自由电子”，即n→∞）时，不受跃迁条件限制，只不过入射光子能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。

（2）氢原子自发辐射由高能级向低能级跃迁：

（1）写出钍核衰变方程；

（2）该核衰变过程中的质量亏损Δm；

（3）α粒子从电场右边界射出时的y轴坐标。