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物理 大学生・専門学校生・社会人

この問題の解答を作っていただけませんか。院試の勉強に役立てるつもりです。

問題1 粒子の質量 m、ばね定数K の1次元調和振動子を考える。波動関数 y=N.exp( 26 ) yo N=exp(-1211 ) exp(61) - 2017(6) 00: = non! を考える。ここで、yは1次元調和振動子の基底状態、*およびらはフォノンの生成および消滅演 算子 z は複素定数である。 (4) (5) の解答はm、 K を用いずに、講義でも用いた実定数 1 a = V h = = ħ² (mk) = ½ 4 mo z、および、hを用いて表せ。 (1)は規格化されたエネルギー固有関数y=(6) を用いて 8 1 y = N₂Σ n=0 Vn! と表すことができることを示せ。 (2)yが演算子の固有関数であることを示せ。 さらに固有値を求めよ。 (3)が規格化されていることを示せ。 (4)yによる位置演算子の期待値x、運動量演算子のx 成分 px の期待値を求めよ。 (5)位置のゆらぎ4x=√<yl(i-xy)、および運動量のx成分のゆらぎ4p=<yl(p.-P)^v)を を求めよ。 この結果を用いて、不確定性関係が満たされていることを確認せよ。 (6) 初期条件(0)=yの場合の時間に依存したシュレディンガー方程式の時刻 t での解をy(t) と 表す。B(t)=(y(t) (1) とする。 〈4 (1) 6y(t)) をB(t) を用いて表せ。 (7) B(t)の満たす微分方程式を導出し、その一般解を求めよ。 (8)時刻tでの解y(t)による、位置、運動量のx成分の期待値を求めよ。初期状態のzは z=rexp(i0)、 ここでおよび0は実数である、で与えられるとし、期待値を、a、r、 0、 w、 t、および、hを用 いて表せ。

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数学 高校生

水色の印をつけているところなんですけど、なぜM殻が18じゃなくて8なんですか??解説お願いします。

基本例題3 原子の構成 次の各原子について、下の各問いに答えよ。 (ア) 12C (イ) 'C (ウ) 180 (1) S (オ) Ca 8-19 (1) (ア)(イ)のような原子を互いに何というか。 (2) 原子核中の中性子の数が等しい原子はどれとどれか。 (ア)~(オ)の記号で記せ。 (3)最も外側の電子殻がN殻である原子はどれか。 (ア)~(オ)の記号で記せ。 (4) 価電子の数が最も少ない原子はどれか。 (ア)~(オ)の記号で記せ。 考え方 (1) 原子番号は同じで、質量数が異なる原子ど うしを互いに同位体という。 2) 中性子の数=質量数陽子の数 (原子番号) _3) N殻は内側から4番目の電子殻であり、 最 外殻がN殻になる原子は第4周期に属する。 4) 貴ガス以外の典型元素の原子では,最外殻 電子の数と価電子の数は等しい。 貴ガスは安定 であるため、価電子の数を0とする。 (2) 解答 (1) 同位体 (2) 中性子の数は, (ア): 6, (イ): 8, (ウ):8, (エ): 16, (オ):20である。 (イ) と (ウ) (3) 2Caは第4周期に属し, その電子配 置は,K2, L8, M8, N2 である。(オ) (4) (ア)(イ) の価電子の数は4, (ウ) は6,(エ)は6(オ)は2である。(オ) M 基本例題 4 原子・イオンの電子配置 →問題 22.24 次の(ア)~(オ)の電子配置をもつ粒子について,下の各問いに答えよ。 (ア) (イ) (ウ) (エ) (オ) (8+) 10+ 11+) 12+ 17

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化学 高校生

問5番で、Fe3+の物質量は単純に、1.0×0.002×1 で求めてはいけないのはなぜですか。あと0.45っていう数字はどこから来てますか

(6) イク 血液中の老廃物を除去するのに, セルロースの中空糸が利用されている。 (8)限外顕微鏡で観察すると, コロイド粒子は不規則な運動をしている。 (イ) ゲル化 する。 (ア) 透析 (キ)親水コロイド (ク) 保護コロイド (ウ) 凝析 (エ) 塩析 (オ) 吸着 (ケ)チンダル現象 (カ) 電気泳動 (コ) ブラウン運動 問題 B 心は重要な必須問題。時間のないときはここから取り組む。 3 1 14 155□□ コロイド溶液 次の実験操作について, あとの問いに答えよ。 ただし、 塩化鉄(III) FeCl の式量は 162.5 とする。 ① 1.0mol/L塩化鉄(II) FeCl 2.0mL を沸騰水に加えて 100mLとした(図)。 ② ①で得られた溶液をセロハン膜で包み, 純水を入れた ビーカーに10分間浸した。 ③ ビーカー内の水を2本の試験管 A,Bに取り,Aに は BTB溶液, B には硝酸銀水溶液を加えた。 FeCl 水溶液 沸騰水- ④ セロハン膜内に残った溶液を2本の試験管C,Dに取る。 Cに少量の硫酸ナトリ ウム水溶液を加えると沈殿を生じた。一方,Dにゼラチン水溶液を加えた後,Cと同 量の硫酸ナトリウム水溶液を加えたが,沈殿は生じなかった。 (1) 操作① で起こった変化を化学反応式で書け。 (2)操作③の試験管 A, B ではそれぞれどんな変化が見られるか。 (3)操作で、ゼラチンのようなはたらきをするコロイドを一般に何というか。 (4)一般に,正に帯電したコロイド粒子からなるコロイド溶液を凝析させるのに、最 も少ない物質量で沈殿を生じさせる電解質は次の(ア)~(オ)のうちどれか。 (ア) NaCl (オ) Nas PO4 (5)生じた酸化水酸化鉄(Ⅲ) FeO (OH)のコロイド溶液の浸透圧を27℃で測定したと ころ, 3.4×10° Paであった。 このコロイド粒子1個には平均何個の鉄(Ⅲ) イオンを 含むか。 ただし, コロイド溶液の精製時にFe" の損失や水の増減はないものとする (イ) AICl3 (ウ)Mg (NO3)2 (エ) Na2SO4 14 コロイド 1

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化学 高校生

分母の10^3ってなんですか?問い3です!

322022 年度 化学 東京都立大理系前期 い。 計算過程も示しなさい。 ただし, 末端のアミノ基とカルボキシ基は無 視できるものとする。 3 次の文章を読んで,以下の問いに答えなさい。 海水は塩化ナトリウムを主成分とする水溶液であり, 凝固点降下によって0℃ では凝固しない。 このため, 海水中の水が凍った海氷 (図2)が観測される北極圏 における海洋表面付近の海水の温度は0℃よりも低いことが知られている 一般に,溶媒の凝固点と溶液の凝固点の差を At [K] とすると, 不揮発性の非 電解質の希薄溶液において, At は溶質の種類に関係なく溶液の質量モル濃度 [mol/kg] に比例し、その比例定数はモル凝固点降下と呼ばれる。また,溶質が 電解質の場合には,同じ濃度の非電解質水溶液よりもは大きくなる。 海水の性質を調べるため,塩化ナトリウム35gを1.0kgの純水に溶解し、海 水を模した塩化ナトリウム水溶液を調製した。 これを容器に入れて水溶液を冷却 し、3.7℃の温度で一定に保ったところ氷が析出し,その後,氷と水溶液が共 存する状態で変化が見られなくなった(状態1)。 ここに、純水をさらに0.50kg 加えて水溶液を冷却し、ふたたび -3.7℃の温度で一定に保ったところ氷の量 に変化が見られ,その後, 状態が変化しなくなった (状態2)。 状態2から水溶液 の温度をゆっくり上昇させてゆくと, ある温度において氷がすべて融解した(状 態3)。 ただし,塩化ナトリウムは水溶液中で完全に電離しているものとし、析出した 氷の中に塩化ナトリウムは含まれていないものとする。また,水の気化による水 溶液の濃度変化は無視できるものとする。 水のモル凝固点降下を1.85 K-kg/mol 塩化ナトリウムの式量は58.5 とする。 東京都立大-理系前期 2022年度 化学 氷(海水) 海水 図2 問1 下線部のようになる理由を30字以内で答えなさい。 海洋表面 問2 状態 1について, 塩化ナトリウム水溶液の質量モル濃度を有効数字2桁で 求めなさい。 3状態について,氷として存在している水の質量を有効数字2桁で求めな さい。 計算過程も示しなさい。 問4 状態2について, 氷として存在している水の質量を有効数字2桁で求めな 中のDNAの さい。 問5 状態3における水溶液の温度を有効数字2桁で求めなさい。 問6 北極圏において海氷が観測される海域の面積は年々減少傾向にあり, 20 年前と比較して平均で1~2割減少している。 一方で、現在でも海氷が観測 される海域において、海洋表面付近の海水の平均温度は20年前と比較して どのようになっていると考えられるが、以下の(ア)~(ウ)のうち、正しいものを 1つ選び, 記号で答えなさい。 また、 その理由を60字以内で答えなさい。 ただし、海水は膨大な量が存在するため,その塩濃度は海氷の量や有無に関 わらず一定とみなすものとする。 ている

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化学 高校生

分母の10^3ってなんですか?問い3です!

322022 年度 化学 東京都立大理系前期 い。 計算過程も示しなさい。 ただし, 末端のアミノ基とカルボキシ基は無 視できるものとする。 3 次の文章を読んで,以下の問いに答えなさい。 海水は塩化ナトリウムを主成分とする水溶液であり, 凝固点降下によって0℃ では凝固しない。 このため, 海水中の水が凍った海氷 (図2)が観測される北極圏 における海洋表面付近の海水の温度は0℃よりも低いことが知られている 一般に,溶媒の凝固点と溶液の凝固点の差を At [K] とすると, 不揮発性の非 電解質の希薄溶液において, At は溶質の種類に関係なく溶液の質量モル濃度 [mol/kg] に比例し、その比例定数はモル凝固点降下と呼ばれる。また,溶質が 電解質の場合には,同じ濃度の非電解質水溶液よりもは大きくなる。 海水の性質を調べるため,塩化ナトリウム35gを1.0kgの純水に溶解し、海 水を模した塩化ナトリウム水溶液を調製した。 これを容器に入れて水溶液を冷却 し、3.7℃の温度で一定に保ったところ氷が析出し,その後,氷と水溶液が共 存する状態で変化が見られなくなった(状態1)。 ここに、純水をさらに0.50kg 加えて水溶液を冷却し、ふたたび -3.7℃の温度で一定に保ったところ氷の量 に変化が見られ,その後, 状態が変化しなくなった (状態2)。 状態2から水溶液 の温度をゆっくり上昇させてゆくと, ある温度において氷がすべて融解した(状 態3)。 ただし,塩化ナトリウムは水溶液中で完全に電離しているものとし、析出した 氷の中に塩化ナトリウムは含まれていないものとする。また,水の気化による水 溶液の濃度変化は無視できるものとする。 水のモル凝固点降下を1.85 K-kg/mol 塩化ナトリウムの式量は58.5 とする。 東京都立大-理系前期 2022年度 化学 氷(海水) 海水 図2 問1 下線部のようになる理由を30字以内で答えなさい。 海洋表面 問2 状態 1について, 塩化ナトリウム水溶液の質量モル濃度を有効数字2桁で 求めなさい。 3状態について,氷として存在している水の質量を有効数字2桁で求めな さい。 計算過程も示しなさい。 問4 状態2について, 氷として存在している水の質量を有効数字2桁で求めな 中のDNAの さい。 問5 状態3における水溶液の温度を有効数字2桁で求めなさい。 問6 北極圏において海氷が観測される海域の面積は年々減少傾向にあり, 20 年前と比較して平均で1~2割減少している。 一方で、現在でも海氷が観測 される海域において、海洋表面付近の海水の平均温度は20年前と比較して どのようになっていると考えられるが、以下の(ア)~(ウ)のうち、正しいものを 1つ選び, 記号で答えなさい。 また、 その理由を60字以内で答えなさい。 ただし、海水は膨大な量が存在するため,その塩濃度は海氷の量や有無に関 わらず一定とみなすものとする。 ている

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理科 中学生

教えて欲しいです

気体の性 化アンモニウムと水酸化カルシウムの混合物 加熱し、 ン生したアンモ丸成を誓いた丸底フラ スコに集めた。次に,この丸底フラスコを用いて、 ① アンモニアの集め を組み立てた。 P 丸底 フラスコ (1 次のアーウから選びなさい。 図のような集め方としてもっとも適するも (2 ガラス管 ・ゴム栓 水の入った スポイト ウ M 気体 空気 気体 ・空気 フェノールフタレイン 溶液を加えた水 ア 気体 一水槽 ②図の装置で、スポイトで丸底フラスコの中に水を入れると. 水槽内の 水が吸い上げられ, ガラス管の先から赤色の水がふき上がった。 この ことからわかるアンモニアの性質を2つ書きなさい。 溶解度曲線 右の図は、いろいろな物質の溶解度 曲線を示したものである。 ①60℃の水100gにミョウバン40gを とかした。 この水溶液の質量パー セント濃度は何%か。 ただし, 割 り切れないときは,小数第1位を 四捨五入して答えなさい。 ②60℃の水20gに,図の物質をそれ それとかして飽和水溶液をつくり, 10℃まで冷やしたとき,結晶がもっ 100140 120 100gの水にとける物質の質量[g] 12888420 1091 ②物質 硝酸カリウム 57 ミョウ 質量 「パン 39 ③ 塩化ナトリウム 60 0 38 122 18 ' 0 10 20 30 40 50 60 70 80 温度 [℃] とも多く出てくる物質はどれか。また,このときの結晶の質量は何gか。 ②のように、固体の物質をいったん水にとかし,溶解度の差を利用し て再び結晶としてとり出すことを何というか。 状態変化 図1のように,ビーカーに50cmの水を入れた。 図1 図2 ア 水 50cm3 イ □1のビーカーの水を冷やして氷にしたときのようすとしてもっとも するものを、図2のア~ウから選びなさい。 1の水がすべて氷になったとき、 質量と密度はそれぞれどうなるか。 質を粒子のモデルで考えたとき,物質の状態変化では粒子の何が変 するか。 次のア~ウから選びなさい。 粒子の大きさ イ粒子の数 ウ粒子どうしの間隔 ② 質量 密度

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