第一章 填空 1、（ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（α粒子散射）。 2、原子核式结构模型是（ ）。 3、夫兰克—赫兹实验证明了（ ） 答原子能级的存在。
4、德布罗意波的实验验证是（ ） 答电子衍射实验。
选择题
1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个） （A ）α粒子散射实验。（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。答（A ）
2、α粒子散射实验实验得到的结果：
（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。
，
（B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。
（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。，其中有接近180。
的。
（D ）全部α粒子偏转角大于90。
答（C ） 第二章 填空
1、光谱的类型（ ）光谱、 （ ）光谱 ， （ ）光谱。 答：线状、带状，连续。
2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（ ）、 （ ）、（ ）、（ ） 答；（红、深绿、青、紫）
3、氢原子光谱的前4个谱线系是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开）
4、玻尔理论的三个假设是（1）、（ （2）（ ） （3）（ ）
5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况）
6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ）
7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择）
8、氢原子的玻尔半径a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（ ）A ，半短轴分别为（ ）A 、（ ）A 。 解：根据半长轴2
a a n Z
=可得： 2.116a =A
因1,2n φ= 由n b a
n
φ=得 b 1=1.053A, b 2=2.116A
9在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发
射的光子能量中能是
（A ）12.1eV , (B)10.2 Ev .
（C ）12.1 eV 、 10.2 eV 、19 eV ，（D ）12.1 eV 、 10.2 eV 、3.4 eV . 答案(C)
10在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有( )条 答案(3) 问答
5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？ 答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。
6、在玻尔氢原子中，势能为负值，其绝对值比动能大，它说明什么含义？
答说明电子被原子核所束缚得很紧，电子具有的动能不能挣脱原子核束缚而离开变为自由电子。 7、对处于第一激发态（n=2）的氢原子，如果用可见光照射能否例之电离？为什么？ 答不能。
因为根据玻尔能级跃迁公式，
)121(
1
22∝
-=H R λ
得 =?==7
210
0967758.14
2R λ 而可见光中最短波长是 所不能使之电离。
8、轻原子被激发到某一能级后，跃迁回到基态一共放出三条谱线，（1）试确定被激发到的能级的主量子数，（2）用能级跃迁图把这三条谱线表示出来，（3）并说明是属于什么线系？ 答：（1）n=3.
9、用量子化通则证明玻尔对氢原子的电子轨道角动量是量子化的。 证明：因为对氢原子电子轨道角动量是守恒的，由量子化通则得：
??===π
??2L d L Ld nh
π
2h
n
L =∴ 得证。 *10、用量子化通则证明普朗克能量量子化。
证明；因为谐振子的坐标为：t A q
ωcos =，动量：t mA q
m p ωωsin -== 由量子化通则得：T A m tdt m A pdq nh T
220
22
2
2
1
sin ωωω=
==??
而谐振子能量是222
1
A m E ω=
νnh T
nh
E ==
∴ 得证。 第三章
1、波函数的标准条件是：（ ）、 （ ）、 （ ）。 答（单值的、有限的、连续的）。
2、一个光子的波长为300A
，测量此波长的精确度为10-6倍，此光子的位置的不确定量是 （ ）mm 。 答23.9mm (解: λ
h
p =
由π
λλ
λλ4)1
1
(
2
1
2
h xh
xh p x ≥
??=-
?=??得 mm x 9.2342
=?≥?λ
πλ
3、若一个电子处于原子中某能态的时间为10-8
s ，则该能态的能量最小不确定量是（ ）。 答案eV 8
103.3-? 解: π4h
E t ≥
?? eV t
h E 8103.34-?=?≥?π 4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是（ ） 答：νh n )21(+
=ννh h 2
5)212(=+ 5、已知德布罗意波函数为ψ，在t 时刻，单位体积内发现一个粒子的几率是（ ）
答：*
ψψ 或 2
ψ
6、若质量为m 的中子的德布罗意波长为λ，（不考虑相对论效应）则它的动能为（ ）。
答案2
2
2λm h
7为使电子的德布罗意波长为λ，需要的加速电压为（ ）。
答案2
22λ
me h U =
7、波函数为什么要归一化？ 答：因为粒子必定要在空间中某一点出现，所以粒子在某时刻在空间的各点出现的几率总和等于1，所以波函数要归一化。 选择
2玻恩对实物粒子的德布罗意波波涵数),,(z y x ψ的统计解释：答案（B ） （A ）),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。
（B ）2
),,(z y x ψ 表示t 时刻，（x ，y ，z ）处单位体积内发现粒子的几率。 （C ）τd z y x ),,(ψ表示t 时刻在体积τd 中发现一个粒子的几率表达为
（D ）以上都不对。
3、从玻恩对实物粒子的德布罗意波的统计观点看粒子（电子）衍射结果是：答案（D ） （A ）亮纹处是粒子 | ψ |2小到达几率小的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方。 （B ）亮纹处是粒子 | ψ |2小到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方。 （C ）亮纹暗纹处都是粒子 | ψ |2大到达几率一样的地方。
（D ）亮纹处是粒子 | ψ |2大到达几率大的地方，暗纹处是粒子 | ψ |2小到达几率小的地方。
4、若α粒子（电荷为2e ）在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是： （A ）
eRB h 2 ，（B ）eRB h ，（C ）eRBh 21 ， （D ）eRBh
1
。
答案（A ）
过程R v m eBv 22= m
e B R
v 2= e R B h p h 2=
=λ。
计算：
8、求氢原子中电子在第二能级（n=2）的轨道角动量大小？（结果用 表示） 解：n=2时，1,0=l 所以由轨道角动量 )1(+=
l l L 得：
2100=→==→=L l L l
9、电子和光子的波长都是2A
，它们的动量和总能量下面哪一个是对的 [ ]答C （A ）电子、光子的动量和总能量都不相等。
（B ）电子、光子的动量和总能量都相等。 （C ）电子、光子的动量相等，总能量不相等。 （D ）电子、光子的动量不相等，总能量相等。
第四、五指章
1、碱金属光谱一般易观察的四个线系是（ ）、（ ）、 （ ）、（ ） 答：（主线系、第一辅助线系、第二辅助线系、柏格曼线系）
2、碱金属原子能级与氢原子能级的差别（引起主量子数亏损）的原因是（ ）、（ ）。 答：（原子实的极化，、轨道贯穿）
3、碱金属原子的能级中S 能级是（ ），其余能级是（ ）。 答（单层的、双层的）
3、第二族元素的光谱结构（ ），它们的能级分两套分别是（ ）和（ ）的结构。
答（相仿，单层，三层）
4、泡利原理（ ）。 答：在一原子中,不能有两个电子处于同一状态。
5、标志电子态的量子数是（ s l m m s l n ,,,, ）五个量子数。 选择
1*标志电子态的量子数各表示的意义下面哪一个是正确的 [ ]答D （A ）n 为轨道量子数。 （B ）l 为主量子数。
（C ）S 为轨道取向量子数。
（D ）s l m m ,分别为轨道和自旋空间取向量子数。
1、氦原子能级跃迁特点下面那一个不正确： [ ]答B （A ）氦的基态和第一激发态之间能量相差很大有19.77eV
（B ）三重态（三层能级）与单一态（单层能级）之间可以相互跃迁。
（C ）第一激发态3S 1不可能自发跃迁到基态1
S 0 。
（D ）两套能级之间没有相互跃迁，而各自内部跃迁产生各自谱线。 2、判断下列各态中那一个原子态是存在的 [ ]答A
（A ） 1S ， （B ）1P 2 ， （C ）2D 2 ， （D ）5
F 0 。 3、判断下列各态中那一个原子态是存在的 [ ]答A
（A ） 3F 2 ， （B ）5F 0 ， （C ）3D 1/2 ， （D ）6
P 1/2 。
4、感金属元素的原子光谱的共同特点下面那一个是错的 [ ]答D （A ）原子光谱具有相仿结构，只是波长不同。 （B ）一般都能易观察到四个线系。
（C ）碱金属原子光谱线的波数也可表达为二光谱项之差 （D ）碱金属原子光谱项可表达为：*
n R T =
5、碱金属原子能级发生精细分裂的原因是下面那一个是对的 [ ]答A （A ）电子自旋与轨道运动的相互作用。 （B ）原子实极化。 （C ）原子轨道贯穿。
（D ）电子的椭圆轨道运动。
6、计算：某金属的原子态是3 2
D 3/2表示下面那一个是对的： [ ]答C （A ）2,2/3,3===j l n 的原子态。多重数是2 （B ）2/3,1,3===j l n 的原子态。多重数是2
（C ）2/3,2,3===j l n 的原子态。多重数是2 （D ）2/3,2,9===j l n 的原子态。多重数是1
7、LS 耦合下的洪特定则下面表达那一个是错的 [ ]答D 从同一电子组态形成的各能级中：
（A ） 那重数最高的，即S 值最大的能级位置最低。
（B ） 具有相同S 值的能级中，具有最大L 值的位置最你。
（C ） 对于同科电子，不同J 值的各能级顺序是：电子数小于闭壳层电子占有数的一半时，
最小J 值的能级为最低。
（D ） 对于同科电子，不同J 值的各能级顺序是：电子数大于闭壳层电子占有数的一半时，
最小J 值的能级为最低。
8、下列原子态中那些态之间可能发生跃迁的，请画出能级跃迁图
2
52
32
312222
,,,D D P P
解图：
2
1
2
3
2
3
5
2
222P P D D
9、下列原子态中那些态之间可能发生跃迁的，请画出能级跃迁图
2
32
52
52
72222
,,,D D F F
2
3
2
5
2
5
7
2
22
2
D D F F
第六章 填空
1、原子总磁矩是由（ ）、（ ）、（ ）合成的。 答（电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核磁矩）
2、具有二个或二个以上电子的原子总磁矩大小计算式是（ ）
答（J g
P m
e
g
2=μ） 3、外磁场对原子的作用使原子能级分裂成（ ）层。 答（2J+1）
4、塞曼效应是（ ）。 答
5、拉莫尔旋进是（ ） 答在外磁场B 中，原子磁矩J μ
受磁场力矩的作用，绕B 连续进动的现象。
选择
1、原子态2P 3/2的g 因子是： [ ]答A （A ）4/3 ，（B ）17/15 （C ）28/15， （D ）0 。
2、原子态4D 1/2的g 因子是： [ ]答D （A ）-5 ，（B ）3 ，（C ）8， （D ）0
3、外磁场对原子4F 3/2能级分裂成几层 [ ]答C （A ）-5 ，（B ）3 ，（C ）4， （D ）0
4、外磁场对原子3P 2能级分裂成几层 [ ]答A （A ）5 ，（B ）3 ，（C ）4， （D ）0
5下面那一个是史特恩—盖拉赫实验证明证确的 [ ]答案A （A ） 角动量空间取向量子化，电子自旋假设是正确的，而且自旋量子数S=1/2 （B ） 角动量空间取向量子化，但不能证明电子自旋假设正确的。 （C ） 不能证明角动量空间取向量子化，但电子自旋假设是正确的，而且自旋量子数S=1/2 （D ） 以上都不对。 计算
1、计算在L-S 耦合下，4F 3/2原子态在磁场中分裂成多少层能级，原子受磁场作用时引起的附加能量?
解：由题可知L=3，J=3/2，2S+1=4，所以 S=3/2
M=J ，J-1，…,-J=23
,21,21,23-分裂成4层.
5
2
)1(2)1()1()1(1=++++-++
=J J S S L L J J g
B B Mg E B B μμ53==?,B B μ51,B B μ51-,B B μ5
3
-
1*、计算在L-S 耦合下，3 2P 3/2原子态在磁场中分裂成多少层能级，原子受磁场作用时引起
的附加能量?
解：由题可知L=1，J=3/2，2S+1=2，所以 S=1/2
3
4
,31,31,34--=M 分裂成4层能级
3
4
)1(2)1()1()1(1=++++-++
=J J S S L L J J g
B B Mg E B B μμ34=
=?,B B μ3
1,B B μ31-,B B μ34
-
第七章 问答
1、能量最低原理
答：原子在正常状态时，每个电子在不违背泡利不相容原理的前提下，总是尽先占有能量最低的状态。
1、有一种原子在基态时电子壳层是这样填充的：n=1、n=2壳层和3S 次壳层都填满，3p 次壳层填了一半，这原子的原子序数是： [ ]答C （A ）12， （B ）18， （C ）15， （D ）13 。 解各层填满为
)12(222
++∑
∑l n
其中3p 次壳层填了一半故152
)
112(222
222
=+?+
+?+
2、有一种原子在基态时电子壳层是这样填充的：n=1、n=2、n=3壳层和4S 、4p 、4d 次壳层都填满，这原子的原子序数是： [ ]答A （A ）46， （B ）44， （C ）40， （D ）38 。 解各层填满为
46)12(222
=++∑
∑l n
3、原子的3d 次壳层按泡利原理一共可以填多少个电子，下面那一个是对的： [ ]答B （A ）8．， （B ）10 ，（C ）5， （D ）12 解：3d 次壳层即n l 相同（不含主壳层n=3的电子），2=l
按泡利原理一共可以填
10)12(2=+l 个电子
4、原子中能够有下列量子数：
n l n m l n )3(;,)2(;,,)1(，相同的最大电子数（是多少？）下面那一个是正确的。
[ ]答D （A ）、（1）是2个，（2）是)12(2+l ，（3）是n （B ）、（1）是2个，（2）是12+l ，（3）是n
2
（C ）、（1）是4个，（2）是)12(2+l ，（3）是2n
2
（D ）、（1）是2个，（2）是)12(2+l ，（3）是2n
2
第十章 填空
1、β衰变的三种形式是（ ）， （ ），（ ）。 答（放出负电子），（放出正电子），（原子核俘获核外电子）。
2、核力的主要性质是( )、( )、（ ）、（ ）。 答：（短程强力、具有饱和性的交换力、核力与电荷无关、非有心力的存在）。
3、原子核的结合能是（ ），大小为（ ）。 答是核子结合成原子核过程中亏损的质量，以能量的形式放出。2
mc ?。
4、不稳定的原子核自发地蜕变，变为另一种状态或另一原子核，同时放出一些射线的现象称为（ ）。 答原子核的放射性衰变。
5、γβα,,的衰变条件是（ ）。
答是衰变能大于零，即衰变前原子核质量大于衰变后原子核质量。 ]
名词解释
6、半衰期是指（ ） 答，原子核的数目减到原数目的一半，所经过的一段时间T 。
7、原子反应堆是（ ）。
答：把铀和其它材料按一定的设计装置起来，使其发生裂变的链式反应，从而取得能量的装置。
8、原子核的液滴模型解释那些实验现象？存在什么问题？ 答解释了原子核的结合能，也解释了核反应的复核上的过程重核裂变过程。存在的问题是它没能说明原子核内部的结构。 选择
1、在原子核的放射性衰变中，放出的射线粒子下面一种是对的 [ ]答A （A ）α射线是氦核，β射线是电子，γ射线是光子。 （B ）α射线是电子，β射线是α粒子，γ射线是光子。 （C ）α射线是光子，β射线是电子，γ射线是α粒子。 （D ）α射线是α粒子，β射线是光子，γ射线是电子。
2、自然界中原子核结合能大小情况下面那一种是错的。 [ ]答B （A ）在中等质量数（40——120）之间的那些原子核中核子的平均结合能较大，并在8.6MeV 左右。
（B ）质量数在30以上原子核中，核子的平均结合能显出随A 值有周期性变化，最大值落在A 等于8的倍数上。
（C ）质量数在30以上原子核中，核子的平均结合能变化不大（即几乎是A E ∝
?）。
（D）质量数在30以下原子核中，核子的平均结合能显出随A值有周期性变化，最大值落在A等于4的倍数上。
3、原子核的 辐射跃迁遵守三个守恒定律下面那一个是对的：[ ]答C （A）总能量守恒，总动量守恒，宇称守恒。
（B）总动能守恒，总动量守恒，宇称守恒。
（C）总能量守恒，总角动量守恒，宇称守恒。
（D）总能量守恒，总动量守恒，机械能守恒。
4、物质有四种相互作用（下面那一个是对的） [ ]答C （A）万有引力作出，弱相互作用、电磁相互作用、弹力作用
（B）万有引力作出，弱相互作用、磁相互作用、摩擦力作用。
（C）万有引力作出，弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用。
（D）强相互作用，弱相互作用、电磁相互作用、弹力作用。
5、关于粒子相互作用的对象下面哪一个是正确的 [ ]答C
（A）强相互作用对象是轻子。
（B）弱相互作用对象是所有粒子。
（C）电磁相互作用对象是光了、带有电及有磁矩的粒子。
（D）万有引力相互作用对象是强子
第八章，
1、下面是关于X射线的一些性质哪个是错的 [ ]答案是D
（A）X射线能使照相底片感光；
（B）X射线有很大的贯穿本领；
（C）X射线能使某些物质的原子、分子电离；
（D）X射线是可见的电磁波，它能使某些物质发出可见的荧光。
2、X射线的标识（特征）谱是（）
答：当电子的能量(加速电压) 超过某一临界值时,在连续谱的背景上迭加一些线状谱。
3下面是关于X射线标识谱的特点哪个是错的 [ ] 答案是D
（A）对一定的阳极靶材料，产生标识谱的外加电压有一个临界值
（B）标识谱线的位置与外加电压无关，而只与靶材元素有关，因而这些线状谱可作为元素的标识
（C）靶材元素的标识谱的线系结构是相似的
（D）改变靶物质时，随Z的增大，同一线系的线状谱波长向长波方向移动，并有周期性变化；
4、标识谱的产生机制是（）。
答案（当高速电子使重元素原子的内层电子电离，形成空位，在外壳层上的电子跃迁到这空位时，就形成了X射线的标识谱）。
第一章 原子的基本状况
1.1 若卢瑟福散射用的α粒子是放射性物质镭'
C 放射的，其动能为6
7.6810?电子伏特。散射物质是原子序数79Z
=的金箔。试问散射角150οθ=所对应的瞄准距离b 多大？
解：根据卢瑟福散射公式：
2
02
22
442K Mv ctg
b b Ze Ze
αθ
πεπε==
得到：
21921501522
12619079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010)
Ze ctg ctg b K ο
θαπεπ---??===??????米
式中212K Mv α
=是α粒子的功能。
1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为
2202
1
21()(1)4sin
m
Ze r Mv θ
πε=+
，试问上题α粒子与散射的金原子核之间的
最短距离m r 多大？
解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得：2min
202
1
21
()(1)4sin Ze r Mv θ
πε=+
1929
619479(1.6010)1
910(1)7.6810 1.6010sin 75
ο--???=???+???
143.0210-=?米
1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？
解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο
。当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。
根据上面的分析可得：
22
0min
124p Ze Mv K r πε==，故有：
2
min
04p
Ze r K πε=
1929
13
619
79(1.6010)910 1.141010 1.6010
---??=??=???米 由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其
与靶核的作用的最小距离仍为13
1.1410
-?米。
1.4 钋放射的一种α粒子的速度为7
1.59710?米/秒，正面垂直入射于厚度为7
10
-米、密度为
41.93210?3/公斤米的金箔。试求所有散射在90οθ>的α粒子占全部入射粒子数的百分比。已知
金的原子量为197。
解：散射角在d θ
θθ+ 之间的α粒子数dn 与入射到箔上的总粒子数n 的比是：
dn
Ntd n
σ=
其中单位体积中的金原子数：
0//Au Au N m N A ρρ==
而散射角大于0
90的粒子数为：
2
'dn dn nNt d ππσ
=?=?
所以有：
2
'
dn Nt d n
ππσ=?
2
221800
2
903
cos
122(
)(
)4sin 2
Au
N Ze t d A Mu ο
ο
θ
ρπθθπε=
???
等式右边的积分：180
18090903
3
cos sin 2221sin sin 2
2
d I d ο
ο
ο
οθθ
θθ
θ
=?=?=
故
'22202
012()()4Au N dn Ze t n A Mu
ρππε=??
64
08.5108.510--≈?=?
即速度为7
1.59710
/?米秒的α粒子在金箔上散射，散射角大于90ο以上的粒子数大约是
4008.510-?。
1.5
α粒子散射实验的数据在散射角很小
15οθ≤（）时与理论值差得较远，时什么原因？ 答：α粒子散射的理论值是在“一次散射“的假定下得出的。而α粒子通过金属箔，经过好多原子核的附近，实际上经过多次散射。至于实际观察到较小的θ角，那是多次小角散射合成的结果。既然都是小角散射，哪一个也不能忽略，一次散射的理论就不适用。所以，α粒子散射的实验数据在散射角很小时与理论值差得较远。
1.6 已知α粒子质量比电子质量大7300倍。试利用中性粒子碰撞来证明：α粒子散射“受电子的影响是微不足道的”。
证明：设碰撞前、后α粒子与电子的速度分别为：'
,',0,e v v v
。根据动量守恒定律，得：
''e v m v M v M +=αα
由此得：'''7300
1
e
e v v M
m v v ==-α
α …… (1) 又根据能量守恒定律，得：
2'2'22
12121e mv Mv Mv +=αα 2
'2
'2e v M
m v v +
=α
α ……（2） 将（1）式代入（2）式，得：
整理，得：0cos 73002)17300()17300
('
2
'2
=?-++-θααααv v v v
0)73001
7300'2
'=-∴=-∴≥ααααv v v v （上式可写为：
即α粒子散射“受电子的影响是微不足道的”。
1.7能量为3.5兆电子伏特的细α粒子束射到单位面积上质量为22
/1005.1米公斤-?的银箔上，α
粒子与银箔表面成ο
60角。在离L=0.12米处放一窗口面积为25
10
0.6米-?的计数器。测得散射进此窗
口的α粒子是全部入射α粒子的百万分之29。若已知银的原子量为107.9。试求银的核电荷数Z 。
解：设靶厚度为'
t 。非垂直入射时引起α
'
ο
60
sin /'t t =，如图1-1所示。
因为散射到θ与θθd +之间Ωd 立体
角内的粒子数dn 与总入射粒子数n 的比为：
dn
Ntd n
σ= (1)
而σd 为：
2
sin
)(
)41(
42
2
2
20
θ
πεσΩ=d Mv
ze d （2）
把（2）式代入（1）式，得：
2'2
'2)
(7300ααααv v v v -+=
2
sin )
()41(4
22220πεΩ=d Mv
ze Nt n dn (3)
式中立体角元0'0'220,3/260sin /,/====Ω
θt t t L ds d
N 为原子密度。'
Nt 为单位面上的原子数，10'
)/(/-==N A m Nt Ag Ag ηη，其中η是单位面积式上
的质量；Ag m 是银原子的质量；
Ag A 是银原子的原子量；0N 是阿佛加德罗常数。
将各量代入（3）式，得：
2
sin )
()41(324
2222
0θπεηΩ=d Mv ze A N n dn Ag 由此，得：Z=47
1.8 设想铅（Z=82）原子的正电荷不是集中在很小的核上，而是均匀分布在半径约为10
10
-米的球形
原子内，如果有能量为6
10电子伏特的α粒子射向这样一个“原子”，试通过计算论证这样的α粒子不可能被具有上述设想结构的原子产生散射角大于0
90的散射。这个结论与卢瑟福实验结果差的很远，这说明原子的汤姆逊模型是不能成立的（原子中电子的影响可以忽略）。
解：设α粒子和铅原子对心碰撞，则α粒子到达原子边界而不进入原子内部时的能量有下式决定：
电子伏特焦耳3160221036.21078.34/22
1
?≈?==-R Ze Mv πε 由此可见，具有6
10电子伏特能量的α粒子能够很容易的穿过铅原子球。α粒子在到达原子表面和原子内部时，所受原子中正电荷的排斥力不同，它们分别为：3022024/24/2R r Ze F R Ze F
πεπε==和。
可见，原子表面处α粒子所受的斥力最大，越靠近原子的中心α粒子所受的斥力越小，而且瞄准距离越小，使α粒子发生散射最强的垂直入射方向的分力越小。我们考虑粒子散射最强的情形。设α粒子擦原子表面而过。此时受力为2024/2R Ze F
πε=。可以认为α粒子只在原子大小的范围内受到原子中正电荷的作
用，即作用距离为原子的直径D 。并且在作用范围D 之内，力的方向始终与入射方向垂直，大小不变。这是一种受力最大的情形。
根据上述分析，力的作用时间为t=D/v, α粒子的动能为K Mv =22
1
，因此，M
K v /2=，所
以，K
M D v D t
2//==
根据动量定理：00
0-=-=⊥⊥⊥?
Mv p p Fdt t
而
20
2
2
02
4/24/2R t Ze dt R
Ze
Fdt t
t
πε
πε==??
所以有：⊥=Mv R t Ze
202
4/2πε
由此可得：M
R t Ze v 2024/2πε=⊥
α粒子所受的平行于入射方向的合力近似为0，入射方向上速度不变。据此，有：
3
2
202202104.24/24/2-⊥
?====
Mv R D Ze Mv R t Ze v
v tg πεπεθ 这时。
弧度，大约是很小，因此‘
2.8104.23-?=≈θθ
θtg 这就是说，按题中假设，能量为1兆电子伏特的α
粒子被铅原子散射，不可能产生散射角
090>θ的散射。但是在卢瑟福的原子有核模型的情况下，当α粒子无限靠近原子核时，会受到原子核的
无限大的排斥力，所以可以产生090>θ的散射，甚至会产生0180≈θ的散射，这与实验相符合。因此，
原子的汤姆逊模型是不成立的。
第二章 原子的能级和辐射
2.1 试计算氢原子的第一玻尔轨道上电子绕核转动的频率、线速度和加速度。 解：电子在第一玻尔轨道上即年n=1。根据量子化条件，
π
φ2h
n
mvr p ==
可得：频率 2
12
11222ma h
ma nh a v πππν===
赫兹151058.6?=
速度：
61110188.2/2?===ma h a v νπ米/秒
加速度：2221
22/10046.9//秒米?===a v r v w 2.2 试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势。 解：电离能为1E E E i
-=∞，把氢原子的能级公式2/n Rhc E n -=代入，得：
Rhc hc R E H i =∞-=)1
1
1(2=13.60电子伏特。
电离电势：60.13==
e
E V i
i
伏特 第一激发能：20.1060.1343
43)2
111(2
2=?==-=Rhc hc R E H i 电子伏特 第一激发电势：20.101
1
==
e
E V 伏特
2.3 用能量为12.5电子伏特的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能基跃迁时，会出现那些波长的光谱线？
解：把氢原子有基态激发到你n=2,3,4……等能级上去所需要的能量是：
)1
11(22n
hcR E H -= 其中6.13=H hcR 电子伏特
2.10)21
1(6.1321=-?=E 电子伏特
1.12)31
1(6.1322=-?=E 电子伏特
8.12)4
1
1(6.1323=-?=E 电子伏特
其中21E E 和小于12.5电子伏特，3E 大于12.5电子伏特。可见，具有12.5电子伏特能量的电子不足以把基态氢原子激发到4≥n 的能级上去，所以只能出现3≤n 的能级间的跃迁。跃迁时可能发出的光谱线的
波长为：
ο
ο
ο
λλλλλλA
R R A R R A R R H H H H H H 102598
)3
111(
1121543)2
111(
1
656536/5)3
121(
1
32
23
22
22
1221
==-===-===-=
2.4 试估算一次电离的氦离子+
e H 、二次电离的锂离子+
i L 的第一玻尔轨道半径、电离电势、第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别与氢原子的上述物理量之比值。
解：在估算时，不考虑原子核的运动所产生的影响，即把原子核视为不动，这样简单些。 a)
氢原子和类氢离子的轨道半径：
3
1
,2132,1,10529177.0443,2,1,44102
22
012
12
2220=
======?==?
?===++++++
+
+-Li H H Li H H H He Z Z r r Z Z r r Z Li Z H Z H Z me h a n Z n a mZe n h r e
径之比是因此，玻尔第一轨道半；，；对于；对于是核电荷数，对于一轨道半径；米，是氢原子的玻尔第其中ππεππε
b) 氢和类氢离子的能量公式：
??=?=-=3,2,1,)4(222
12
220242n n
Z E h n Z me E πεπ 其中基态能量。电子伏特，是氢原子的6.13)4(22
204
21-≈-=h
me E πεπ 电离能之比：
9
00,4002
222==
--==--+
++
++
H
Li H
Li H
He
H
He Z
Z E E Z Z E E
c)
第一激发能之比：
91
12113234112112222
2
1221221221121
22
2
1221221221121
2=--=--=--=--E E E E E E E E E E E E E E E E H H Li Li H H He He d)
氢原子和类氢离子的广义巴耳末公式：
)11(~22
221n n R Z v -=，??=??++=3,2,11112)2(),1({n n n n
其中3
204
2)4(2h me R πεπ=
是里德伯常数。
氢原子赖曼系第一条谱线的波数为：
H
H R v λ1)2111(~221
=-=
相应地，对类氢离子有：
+++++
+=-==-=Li Li He He R v R v 1
2221122211)2111(3~1)2111(2~λλ
因此，
91
,41111
1==+++H
Li H He λλλλ 2.5 试问二次电离的锂离子+
+i L 从其第一激发态向基态跃迁时发出的光子，是否有可能使处于基态的一次电离的氦粒子+
e H 的电子电离掉？
解：+
+i L 由第一激发态向基态跃迁时发出的光子的能量为：
+e H 的电离能量为：
Li
He
He Li He Li He
He He M m M m R R hv hv hcR hcR v /1/1162716274)1
1
1(42++?
===∞-=++++
由于Li He Li He M m M m M M /1/1,+>+<所以，
从而有++
+>He Li hv hv ，所以能将+e H 的电子电离掉。
2.6 氢与其同位素氘（质量数为2）混在同一放电管中，摄下两种原子的光谱线。试问其巴耳末系的第一条（αH ）光谱线之间的波长差λ?有多大？已知氢的里德伯常数17100967758.1-?=米H R ，氘
的里德伯常数17100970742.1-?=米D
R 。
解：
)3
121(
1
22-=H H
R λ，H H R 5/36=λ )3121(
1
2
2-=D D
R λ，D D R 5/36=λ ο
λλλA
R R D H D H 79.1)11(536=-=-=?
2.7 已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子结构的“正电子素”。试计算“正电子素”由第一激发态向基态跃迁发射光谱的波长λ为多少
ο
A ？
解：
R m
m
R R e e 8
34311)2
1
11(122=?
+=-=∞-+λ
ολA R 243010973731
31
38=?==∞米
2.8 试证明氢原子中的电子从n+1轨道跃迁到n 轨道，发射光子的频率n ν。当n>>1时光子频率即为电子绕第n 玻尔轨道转动的频率。
证明：在氢原子中电子从n+1轨道跃迁到n 轨道所发光子的波数为：])
1(11[1~2
2+-==n n R v n n
λ 频率为：Rc n n n n n Rc c
v n
2
222)1(1
2])1(11[
++=+-==
λ
当n>>时，有3422
/2/2)1(/)12(n n n n n
n =≈++，所以在n>>1时，氢原子中电子从n+1
轨道跃迁到n 轨道所发光子的频率为：3/2n Rc v n
=。
设电子在第n 轨道上的转动频率为
n f ，则
3
222222n
Rc
mr P mr mvr r v f n ====
πππ 其中r 书中（8）式。 因此，在n>>1时，有
n n f v =
由上可见，当n>>1时，请原子中电子跃迁所发出的光子的频率即等于电子绕第n 玻尔轨道转动的频率。这说明，在n 很大时，玻尔理论过渡到经典理论，这就是对应原理。
2.9
Li 原子序数Z=3，其光谱的主线系可用下式表示：
2
2)0401.0()5951.01(~--
+=n R
R v
。已知锂原子电离成+
++Li
离子需要203.44电子伏特的功。问如
把+
Li 离子电离成+
+Li
离子，需要多少电子伏特的功？
解：与氢光谱类似，碱金属光谱亦是单电子原子光谱。锂光谱的主线系是锂原子的价电子由高的p 能级向基态跃迁而产生的。一次电离能对应于主线系的系限能量，所以+
Li 离子电离成+
+Li
离子时，有
电子伏特35.5)
5951.01()5951.01(2
21=+≈∞-+=
∞hc R Rhc
Rhc E ++Li 是类氢离子，可用氢原子的能量公式，因此+++++→Li Li 时，电离能3E 为：
电子伏特4.1221
2223=≈=∞hc R Z Rhc Z E R
。
设+++
→Li Li
的电离能为2E 。而+++→Li Li 需要的总能量是E=203.44电子伏特，所以有
电子伏特7.75312=--=E E E E
2.10 具有磁矩的原子，在横向均匀磁场和横向非均匀磁场中运动时有什么不同？
答：设原子的磁矩为μ，磁场沿Z 方向，则原子磁矩在磁场方向的分量记为Z μ，于是具有磁矩的原子在磁场中所受的力为
Z
B F Z
??=μ，其中
Z B ??是磁场沿Z 方向的梯度。对均匀磁场，0=??Z
B ，原子在磁场中不受力，原子磁矩绕磁场方向做拉摩进动，且对磁场的 取向服从空间量子化规则。对于非均磁场，
0≠??Z
B
原子在磁场中除做上述运动外，还受到力的作用，原子射束的路径要发生偏转。 2.11 史特恩-盖拉赫实验中，处于基态的窄银原子束通过不均匀横向磁场，磁场的梯度为310=??Z
B
特
斯拉/米，磁极纵向范围1L =0.04米(见图2-2)，从磁极到屏距离2L =0.10米，原子的速度2105?=v 米/
秒。在屏上两束分开的距离002.0=d 米。试确定原子磁矩在磁场方向上投影μ的大小（设磁场边缘的
影响可忽略不计）。
解：银原子在非均匀磁场中受到垂直于入射方向的磁场力作用。其轨道为抛物线；在2L 区域粒子不受力作惯性运动。经磁场区域1L 后向外射出时粒子的速度为'
v ，出射方向与入射方向间的夹角为θ。θ与
速度间的关系为：v
v tg ⊥
=
θ
粒子经过磁场1L 出射时偏离入射方向的距离S 为：
Z v
L Z B m S μ2
1)(21??=
(1)
将上式中用已知量表示出来变可以求出Z μ
22
12
2
121
12'2'/,,v L L Z B m d S d S v L L Z B m tg L S v
L Z B m v v L t Z B m m f a at v Z
Z Z
??-=-=??=
=??=∴=??==
=⊥⊥μμθμμ
把S 代入（1）式中，得：
2
2
1
22122v L Z B m v L L Z B m d Z Z ??=??-μμ
整理，得：
2
)2(2212
1
d
L L v
L Z B m Z =
+??μ
一、 选择题（每题4分，打“ * ”者为必做，再另选做4题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40分） 1* 某间接测量量的测量公式为4323y x N -=，直接测量量x 和y 的标准误差为x ?和y ?, 则间接测量量N 的标准误差为？B N ?= 4322(2)3339N x x y x x x ??-==?=??， 3334(3)2248y N y y y y x ??==-?=-??- 2*。 用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A ) （A ）系统误差 （B ）偶然误差 （C ）过失误差 （D ）其他误差 3* 在计算铜块的密度ρ和不确定度ρ?时，计算器上分别显示为“8.35256”和“ 0.06532” 则结果表示为：（ C ） (A) ρ=（8.35256 ± 0.0653） （gcm – 3 ）， (B) ρ=（8.352 ± 0.065） （gcm – 3 ）， (C) ρ=（8.35 ± 0.07） （gcm – 3 ）， (D) ρ=（8.35256 ± 0.06532） （gcm – 3 ） (E) ρ=（20.083510? ± 0.07） （gcm – 3 ）， (F) ρ=（8.35 ± 0.06） （gcm – 3 ）， 4* 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点 （ C ） （A ） 单峰性 （B ） 对称性 （C ） 无界性有界性 （D ） 抵偿性 5* 某螺旋测微计的示值误差为mm 004.0±，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ） A ． 用它进行多次测量，其偶然误差为mm 004.0； B ． 用它作单次测量，可用mm 004.0±估算其误差； B =?==?
第一章 填空 1、（）实验否定了汤姆逊原子结构模形。答：（α粒子散射）。 2、原子核式结构模型是（ ）。 3、夫兰克—赫兹实验证明了（） 答原子能级的存在。 4、德布罗意波的实验验证是（） 答电子衍射实验。 选择题 1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个） （A ）α粒子散射实验。（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。答（A ） 2、α粒子散射实验实验得到的结果： （A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。 ， （B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。 （C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。，其中有接近180。 的。 （D ）全部α粒子偏转角大于90。 答（C ） 第二章 填空 1、光谱的类型（）光谱、（）光谱，（）光谱。 答：线状、带状，连续。 2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（）、（）、（）、（） 答；（红、深绿、青、紫） 3、氢原子光谱的前4个谱线系是（）、（）、（）、（）。 答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开） 4、玻尔理论的三个假设是（1）、（ （2）（） （3）（） 5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况） 6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ） 7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择） 8、氢原子的玻尔半径a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（）A ，半短轴分别为（）A 、（）A 。 解：根据半长轴2 a a n Z =可得： 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ=得b 1=1.053A,b 2=2.116A 9在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是 （A ）12.1eV,(B)10.2Ev. （C ）12.1eV 、10.2eV 、19eV ，（D ）12.1eV 、10.2eV 、3.4eV. 答案(C) 10在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有()条 答案(3) 问答 5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？ 答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐
2005─2006学年第二学期 《 大学物理》(上)考试试卷( A 卷) 注意：1、本试卷共4页； 2、考试时间: 120分钟； 3、姓名、序号必须写在指定地方； 4、考试为闭卷考试； 5、可用计算器,但不准借用； 6、考试日期: 7、答题答在答题纸上有效, 答在试卷上无效； b =2.897×10?3m·K R =8.31J·mol ?1·K ?1 k=1.38×10?23J·K ?1 c=3.00×108m/s ? = 5.67×10-8 W·m ?2·K ?4 1n 2=0.693 1n 3=1.099 g=9.8m/s 2 N A =6.02×1023mol ?1 R =8.31J·mol ?1·K ?1 1atm=1.013×105Pa 一.选择题(每小题3分，共30分) 1.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹 (A) 间距变大． (B) 间距变小． (C) 不发生变化． (D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化． 2. 热力学第一定律只适用于 (A) 准静态过程(或平衡过程). (B) 初、终态为平衡态的一切过程. (C) 封闭系统(或孤立系统). (D) 一切热力学系统的任意过程. 3.假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的 (A) 角动量守恒，动能不变． (B) 角动量守恒，动能改变． (C) 角动量不守恒，动能不变． (D) 角动量不守恒，动量也不守恒． (E) 角动量守恒，动量也守恒． 4.质量为m 的物体由劲度系数为k 1和k 2的两个轻弹簧串联连接在水平光滑导轨上作微小振 动，则该系统的振动频率为 (A) m k k 212+π =ν． (B) m k k 2 121+π=ν ． (C) 2 12 121k mk k k +π=ν． (D) )(212 121k k m k k +π=ν 5. 波长? = 5500 ?的单色光垂直照射到光栅常数d = 2×10－4cm 的平面衍射光栅上,可能观察到的光谱线的最大级次为 (A) 2. (B) 3. (C) 4. (D) 5.
原子物理选择题 1. 如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关 系图像，下列说法正确的是（B ） ⑴如D 和E 结合成F ，结合过程一定会吸收核能 ⑵如D 和E 结合成F ，结合过程一定会释放核能 ⑶如A 分裂成B 和C ，分裂过程一定会吸收核能 ⑷如A 分裂成B 和C ，分裂过程一定会释放核能 A ．⑴⑷ B ．⑵⑷ C ．⑵⑶ D ．⑴⑶ 2. 处于激发状态的原子，如果在入射光的电磁场的影响下，引起高能态向低能态跃迁，同 时在两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射，原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理，那么发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E n 、电子的电势能E p 、电子动能E k 的变化关系是（B ） A ．E p 增大、E k 减小、E n 减小 B ．E p 减小、E k 增大、E n 减小 C ．E p 增大、E k 增大、E n 增大 D ． E p 减小、E k 增大、E n 不变 3. 太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个α粒子，同时发射两个正 电子和两个没有静止质量的中微子。已知α粒子的质量为m a ，质子的质量为m p ，电子的质量为m e ，用N 表示阿伏伽德罗常数，用c 表示光速。则太阳上2kg 的氢核聚变成α粒子所放出能量为 （C ） A ．125(4m p —m a —2m e )Nc 2 B ．250(4m p —m a —2m e )Nc 2 C ．500(4m p —m a —2m e )Nc 2 D ．1000(4m p —m a —2m e )Nc 2 4. 一个氘核（H 21）与一个氚核（H 31）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质 量亏损.聚变过程中（B ） A.吸收能量，生成的新核是e H 42 B.放出能量，生成的新核是e H 42 C.吸收能量，生成的新核是He 32 D.放出能量，生成的新核是He 32 5. 一个原来静止的原子核放出某种粒子后，在磁场中形成如图所示 的轨迹，原子核放出的粒子可能是（A ） A.α粒子 B.β粒子 C.γ粒子 D.中子 6. 原来静止的原子核X A Z ，质量为1m ，处在区域足够大的匀强磁场中，经α衰变变成质 量为2m 的原子核Y ，α粒子的质量为3m ，已测得α粒子的速度垂直磁场B ，且动能为0E .假设原子核X 衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是（D ） ①核Y 与α粒子在磁场中运动的周期之比为2 2-Z
《大学物理实验》试卷2 专业班级 姓名 学号 开课系室物理实验中心 考试日期2003年12月14日上午7:30-9:30 题号一二三四五六总分得分 阅卷人
一、单项选择题（20分，每题2分） 1.在光栅测量波长的实验中，所用的实验方法是[ ] （A）模拟法（B）稳态法（C）干涉法（D）补偿法 2.用箱式惠斯登电桥测电阻时，若被测电阻值约为4700欧姆，则倍率应选[ ] （A）0.01 （B） 0.1 （C） 1 （D） 10 3.用某尺子对一物体的长度进行15次重复测量，计算得A类不确定度为0.01mm，B类不确定度是0.6mm，如果用该尺子测量类似长度，应选择的合理测量次数为（A）1次（B）6次（C）15次（D） 30次 4.用惠斯登电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测 量的情况[ ] （A）有一个桥臂电阻恒为零（B）有一个桥臂电阻恒为无穷大 （C）电源与检流计位置互换（D）检流计支路不通（断线） 5.研究二极管伏安特性曲线时，正确的接线方法是[ ] （A）测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法（B）测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法（C）测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法（D）测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法6.在测量钢丝的杨氏模量实验中，预加1Kg砝码的目的是[ ] （A）消除摩擦力（B）使系统稳定 （C）拉直钢丝（D）增大钢丝伸长量 7.调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该[ ] （A）只调节单脚螺钉（B）先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉（C）只调节双脚螺钉（D）先调节双脚螺钉再调节单脚螺钉 8.示波管的主要组成部分包括[ ] （A）电子枪、偏转系统、显示屏（B）磁聚集系统、偏转系统、显示屏（C）控制极、偏转系统、显示屏（D）电聚集系统、偏转系统、显示屏9.分光计设计了两个角游标是为了消除[ ] （A）视差（B）螺距差（C）偏心差（D）色差 10.用稳恒电流场模拟静电场实验中，在内电极接电源负极情况下，用电压表找等 位点与用零示法找等位点相比，等位线半径[ ] （A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判定是否变化
第2章刚体得转动 一、选择题 1、如图所示，A、B为两个相同得绕着轻绳得定滑轮．A滑轮挂一质量为M得物体，B滑轮受拉力F，而且F＝Mg．设A、Ｂ两滑轮得角加速度分别为βA与βＢ，不计滑轮轴得摩擦，则有 （Ａ) βA＝βB。（B）βA＞βＢ. (Ｃ)βA＜βB．(D）开始时βＡ=βB，以后βA<βB。 ［］ 2、有两个半径相同，质量相等得细圆环A与B。A环得质量分布均匀，B环得质量分布不均匀。它们对通过环心并与环面垂直得轴得转动惯量分别为ＪA与J B,则 （A）ＪA＞J B．(B) JＡ 物理3-5：原子物理练习题 一、光电效应，波粒二象性 1．以下说法中正确的是（） A．伽利略利用斜面“冲淡”时间，巧妙地研究自由落体规律 B．法拉第首先用电场线形象地描述电场 C．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光频率成正比 D．太阳内发生的核反应方程是U+n→Ba+Kr+3n 2．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的 单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（） A．a光的波长一定大于b光的波长 B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c D．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 3、（2015高考一卷真题，多选题）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。 A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大 C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 4（2016海南17）（多选题）.下列说法正确的是_________。 A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C．波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 5.如图所示是光电管使用的原理图．当频率为ν0的可见光照射至阴极K上时，电流表中有电流通过，则() A．若将滑动触头P移到A端时，电流表中一定没有电流通过 B．若将滑动触头P逐渐由图示位置移向B端时，电流表示数一定增大 C．若用紫外线照射阴极K时，电流表中一定有电流通过 D．若用红外线照射阴极K时，电流表中一定有电流通过 6.（多选题）光电效应的实验结论是：对于某种金属() A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 大学物理期末试卷(A) （2012年6月29日 9: 00-11: 30） 专业 ____组 学号 姓名 成绩 (闭卷) 一、 选择题（4０％） 1．对室温下定体摩尔热容m V C ,=2.5R 的理想气体，在等压膨胀情况下，系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比W/Q 等于： 【 D 】 （A ） 1/3； (B)1/4； (C)2/5； (D)2/7 。 2. 如图所示，一定量的理想气体从体积V 1膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A B 等压过程; A C 等温过程; A D 绝热过程 . 其中吸热最多的 过程 【 A 】 (A) 是A B. (B) 是A C. (C) 是A D. (D) 既是A B,也是A C ,两者一样多. 3.用公式E =νC V T (式中C V 为定容摩尔热容量，ν为气体摩尔数)计算理想气体内能 增 量 时 ， 此 式 : 【 B 】 (A) 只适用于准静态的等容过程. (B) 只适用于一切等容过程. (C) 只适用于一切准静态过程. (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程. 4气缸中有一定量的氦气(视为理想气体),经过绝热压缩,体积变为原来的一半,问气体 分 子 的 平 均 速 率 变 为 原 来 的 几 倍 ？ p V V 1 V 2 A B C D . 题2图 【 B 】 (A)2 2 / 5 (B)2 1 / 5 (C)2 1 / 3 (D) 2 2 / 3 5．根据热力学第二定律可知： 【 D 】 （A ）功可以全部转化为热, 但热不能全部转化为功。 （B ）热可以由高温物体传到低温物体，但不能由低温物体传到高温物体。 （C ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。 （D ）一切自发过程都是不可逆。 6. 如图所示，用波长600=λnm 的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P 处产生第五级明纹极大，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P 处变成中央 明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为： 【 B 】 (A) 5.0×10-4 cm (B) 6.0×10-4cm (C) 7.0×10-4cm (D) 8.0×10-4cm 7．下列论述错误．．的是： 【 D 】 (A) 当波从波疏媒质( u 较小)向波密媒质(u 较大)传播，在界面上反射时，反射 波中产生半波损失，其实质是位相突变。 (B) 机械波相干加强与减弱的条件是：加强 π?2k =?；π?1)2k (+=?。 (C) 惠更斯原理：任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发出球面次波；在以后的任何时刻，所有这些次波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面 (D) 真空中波长为500nm 绿光在折射率为1.5的介质中从A 点传播到B 点时，相位改变了5π，则光从A 点传到B 点经过的实际路程为1250nm 。 8. 在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长 的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为： 【 D 】 (A)/n λ (B)/2n λ (C)/3n λ (D)/4n λ P O 1 S 2 S 6. 题图 高中物理学习材料 （精心收集**整理制作） 2010年高考物理试题分类汇编——原子物理学 （全国卷1）14．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ， 继而经放射性衰变②变为原子核 23491 Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。放射性衰变 ①、②和③依次为 A ．α衰变、β衰变和β衰变 B ．β衰变、β衰变和α衰变 C ．β衰变、α衰变和β衰变 D ．α衰变、β衰变和α衰变 【答案】A 【解析】 Th U 23490238 92 ?→?① ,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变. Pa Th 2349123490 ?→?② ,质子 数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子. U Pa 23492234 91 ?→?③ ,质子数加1,说明③为β衰变,中子转化 成质子. 【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。 （全国卷2）14. 原子核A Z X 与氘核2 1H 反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知 A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【答案】D 【解析】H He H X A Z 1 14 22 1+→+，应用质量数与电荷数的守恒121,142+=++=+Z A ，解得 2,3==Z A ，答案D 。 【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。 （新课标卷）34.[物理——选修3-5] (1)(5分)用频率为0v 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母) A 、01v v ＜ B 、321v v v =+ C 、0123v v v v =++ D 、123 111 v v v =+ 答案：B 解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确。 （北京卷）13．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中， Ａ．真空中光速不变 Ｂ．时间间隔具有相对性 Ｃ．物体的质量不变 Ｄ．物体的能量与质量成正比 答案：A （北京卷）15．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为４×1026Ｊ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近 Ａ．1036Kg Ｂ．1018 Kg Ｃ．1013 Kg Ｄ．109 Kg 答案：D 【解析】根据爱因斯坦的只能方程，269 216 410 4.410910 E m kg c ???===??，D 正确。 （上海物理）1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是 （A ）α粒子的散射实验 （B ）对阴极射线的研究 （C ） 天然放射性现象的发现 （D ）质子的发现 答案：A 解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了院子的核式结构模型：原子核聚集了院子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。 本题考查原子的核式结构的建立。 难度：易。 （上海物理）4.现已建成的核电站的能量来自于 （A ）天然放射性元素衰变放出的能量 （B ）人工放射性同位素放出的的能量 （C ）重核裂变放出的能量 （D ）化学反应放出的能量 第一章习题参考答案 速度为v的非相对论的α粒子与一静止的自由电子相碰撞，试证明：α粒子的最大偏离角-4 约为10rad. 要点分析：碰撞应考虑入射粒子和电子方向改变，并不是像教材中的入射粒子与靶核的碰撞(靶核不动)，注意这里电子要动. 证明：设α粒子的质量为M α，碰撞前速度为V，沿X方向入射；碰撞后，速度为V'，沿θ方向散射.电子质量用m e表示，碰撞前静止在坐标原点O处，碰撞后以速度v沿φ方向反冲.α粒子-电子系统在此过程中能量与动量均应守恒，有： （1） （3） （2） 作运算：（2）×sinθ±(3)×cosθ，得 （4） （5） 再将（4）、（5）二式与（1）式联立，消去Ｖ’与V， 化简上式，得 （６） 若记，可将（６）式改写为 （７） 视θ为φ的函数θ（φ），对（7）式求θ的极值，有 令，则sin2(θ+φ)-sin2φ=0 即2cos(θ+2φ)sinθ=0 （1）若sinθ=0则θ=0（极小）（8） （2）若cos(θ+2φ)=0则θ=90o-2φ（9） 将（9）式代入（7）式，有 由此可得 θ≈10弧度（极大）此题得证. （1）动能为的α粒子被金核以90°散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大（2）如果金箔厚μm，则入射α粒子束以大于90°散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几 解：（1）依和金的原子序数Z 2=79 -4 答：散射角为90o所对所对应的瞄准距离为. (2)要点分析：第二问解的要点是注意将大于90°的散射全部积分出来.90°～180°范围的积分，关键要知道n，问题不知道nA，但可从密度与原子量关系找出注意推导出n值.，其他值从书中参考列表中找. 从书后物质密度表和原子量表中查出Z Au=79，A Au=197，ρ Au=×10kg/m 第一章 质点运动学 1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v,t 至(t ＋Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ｜r ｜),平均速度为v ,平均速率为v ． (1) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜Δr ｜= Δs = Δr (B) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d s ≠ d r (C) ｜Δr ｜≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r ≠ d s (D) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜v ｜= v ,｜v ｜= v (B) ｜v ｜≠v ,｜v ｜≠ v (C) ｜v ｜= v ,｜v ｜≠ v (D) ｜v ｜≠v ,｜v ｜= v 分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr ｜＝PP ′,而Δr ＝｜r ｜-｜r ｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有｜d r ｜＝d s ,但却不等于d r ．故选(B)． (2) 由于｜Δr ｜≠Δs ,故t s t ΔΔΔΔ≠r ,即｜v ｜≠v ． 但由于｜d r ｜＝d s ,故t s t d d d d =r ,即｜v ｜＝v ．由此可见,应选(C)． 1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即 (1)t r d d ； (2)t d d r ； (3)t s d d ； (4)2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x ． 下述判断正确的是( ) (A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确 专题18 、原子物理 （2010-2019） 题型一、光电效应 1.（2019北京）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。 由表中数据得出的论断中不正确的是（ ） A. 两组实验采用了不同频率的入射光 B. 两组实验所用的金属板材质不同 C. 若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D. 若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】B 【解析】：本题可以结合爱因斯坦光电效应方程比较比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系来处理，表格显示两组中入射光的能量不同，结合公式υh E =可知，由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，故入射光的频率不同，由公式0W h E k -=υ可知，k E h W -=υ0代入相关参数得 eV W 1.30=,说明两种材料的逸出功相等，故B 选项错误，结合爱因斯坦光电效应方程：0W h E k -=υ， 当eV h E 5.0==υ时，代入eV W 1.30=时，得eV E K 9.1=,故C 选项正确，由图表可知增大入射光的光强，光电流增大故D 选项正确。 2.如图为a 、b 、c 三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a 、b 、c 组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ） 【答案】：C 【解析】由光电效应的方程k E hv W =-，动能定理k eU E =，两式联立可得hv W U e e = -，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率b c a v v v >>，则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>，因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大，c 光次之，a 光最小，故选C ，ABD 错误。 3.（2018全国2）用波长为300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28?10-19 J 。已知普朗克常量为6.63?10-34 J·s ，真空中的光速为3.00?108 m·s -1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（ ） A ．1?1014 Hz B ．8?1014 Hz C ．2?1015 Hz D ．8?1015 Hz 【答案】：B 【解析】：根据爱因斯坦光电效应方程：0W h E k -=υ,当0=k E 时对应入射光的频率即为发生光电效应的 最小单色光频率，即h W 0 = υ，当用波长为300nm 的光照射锌板时，表表面的最大出动能为1.28?10-19 J 。结合爱因斯坦光电效应方程0W h E k -=υ，λ υc =代入相关参数得0W =5.3×10-20 ,从而求得：14 108?=υ。 4.（2016·全国2）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是( ) A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 【解析】： 产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A 正确。饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B 错误。光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C 正确。减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没 2004—2005学年第二学期 《大学物理实验》试卷参考答案及评分标准 一、填空题（20分，每题2分） 1．22u s +；222 22121x x x y x y σσ??? ? ????+???? ????。 2． 0.29%或0.3% ； 2.9%或3% 。 3．x,y 偏移出界 ；辉度太弱 （次序可以颠倒）。 4．伏安法；电桥法；替代法；欧姆表法 （次序可以颠倒） 。 5．恒定系统； 不定系统； 随机； 已定系统。 6．减小随机误差 ， 避免疏失误差（次序可以颠倒）。 7．（3） （4） 。 8．毫米尺 ； 1/50游标卡尺 。 9．温差电效应；热磁效应；温度梯度电压；电极不等势电压 （次序可以颠倒）。 10．干涉法 ； 非电量电测法 。 11．选用高灵敏度的检流计、提高电源电压、减小桥臂电阻。（次序可以颠倒） 12．（1）存在；（2）不存在；（3）存在；（4）不存在。 13．数学 。 14．乙 ， 丙 。 15．微小等量 ；6 。 16．电子枪 、 偏转板（次序可以颠倒）。 17．（436） 。 18．阳极光电流 ； 暗电流（漏电流） ； 拐点法 ； 交点法 。 19．粘附在小球表面的的液层与邻近的液层因为相对运动而产生的内摩擦力 。 二、判断题（“对”在题号前（ ）中打√，“错”打×）（15分，每题1分） 1、√ 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、× 7、√ 8、× 9、√ 10、× 11、√ 12、√ 13、× 14、× 15、× 三、简答题（共20分，每题5分） 1．答：（1）确定研究对象和内容，设计实验。 1分 （2）做实验，测量物理量的对应关系。 1分 （3）作物理量对应关系曲线，建立相应函数关系模型。 1分 （4）求解函数关系中的常数和系数，确定函数。 1分 （5）验证。 1分 2005─2006学年第二学期 《 大学物理》(上)考试试卷( A 卷) 注意：1、本试卷共4页； 2、考试时间: 120分钟； 3、姓名、序号必须写在指定地方； 4、考试为闭卷考试； 5、可用计算器,但不准借用； 6、考试日期: 7、答题答在答题纸上有效, 答在试卷上无效； b =×10?3m·K R =·mol ?1·K ?1 k=×10?23J·K ?1 c=×108m/s ? = ×10-8 W·m ?2·K ?4 1n 2= 1n 3= g=s 2 N A =×1023mol ?1 R =·mol ?1·K ?1 1atm=×105Pa 一.选择题(每小题3分，共30分) 1.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹 (A) 间距变大． (B) 间距变小． (C) 不发生变化． (D) 间距不变，但明暗条纹的位置交替变化． 2. 热力学第一定律只适用于 (A) 准静态过程(或平衡过程). (B) 初、终态为平衡态的一切过程. (C) 封闭系统(或孤立系统). (D) 一切热力学系统的任意过程. 3.假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的 (A) 角动量守恒，动能不变． (B) 角动量守恒，动能改变． (C) 角动量不守恒，动能不变． (D) 角动量不守恒，动量也不守恒． (E) 角动量守恒，动量也守恒． 4.质量为m 的物体由劲度系数为k 1和k 2的两个轻弹簧串联连接在水平光滑导轨上作微小振 动，则该系统的振动频率为 (A) m k k 212+π =ν． (B) m k k 2 121+π=ν ． (C) 2 12 121k mk k k +π=ν． (D) )(212121k k m k k +π=ν 5. 波长? = 5500 ?的单色光垂直照射到光栅常数d = 2×10－4cm 的平面衍射光栅上,可能观 察到的光谱线的最大级次为 (A) 2. (B) 3. (C) 4. (D) 5. 6.某物体的运动规律为d v /dt =－k v 2t ，式中的k 为大于零的常量．当t =0时，初速为v 0，则 高考原子物理历年真题 汇编修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】 选修3—5 波粒二象性 1、（2011新课标卷35题（1））在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为 λ0，该金属的逸出功为______。若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e ，c 和h 。 7答案: hc/λ0 00hc e λλ λλ - 6 . （2010天津理综物理）用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。则这两种光 A.照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大 B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大 C.通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大 【答案】BC 4．（2012·上海物理）根据爱因斯坦的“光子说”可知 （ B ） （A ）“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” （B ）光的波长越大，光子的能量越小 （C）一束单色光的能量可以连续变化 （D）只有光子数很多时，光才具有粒子性 3. （2011广东理综卷第18题）光电效应实验中，下列表述正确的是CD A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关 D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子 1．（2012·上海物理）在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（） （A）频率（B）强度（C）照射时间 （D）光子数目 2.（2011江苏物理）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是(A) 例5、03上海15.（5分）在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管式，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么（A C） A.A光的频率大于B光的频率 B.B光的频率大于A光的频率 《原子物理学》期末考试试卷（E）参考答案 (共100分) 一．填空题(每小题3分，共21分) 1．7.16?10-3 ----(3分) 2．（1s2s）3S1（前面的组态可以不写）（1分）； ?S=0（或?L=±1，或∑ i i l=奇?∑ i i l=偶）（1分）； 亚稳（1分）。 ----(3分) 3．4；1；0,1,2 ；4；1,0；2,1。 ----(3分) 4．0.013nm (2分) , 8.8?106m?s-1(3分)。 ----(3分) 5．密立根（2分）；电荷（1分）。 ----(3分) 6．氦核 2 4He；高速的电子；光子(波长很短的电磁波)。(各1分) ----(3分) 7．R aE =α32 ----(3分) 二．选择题(每小题3分, 共有27分) 1.D ----(3分) 2.C ----(3分) 3.D ----(3分) 4.C ----(3分) 5.A ----(3分) 6.D 提示： 钠原子589.0nm谱线在弱磁场下发生反常塞曼效应，其谱线不分裂为等间距的三条谱线，故这只可能是在强磁场中的帕邢—巴克效应。 ----(3分) 7.C ----(3分) 8.B ----(3分) 9.D ----(3分) 三．计算题(共5题, 共52分 ) 1．解： 氢原子处在基态时的朗德因子g =2,氢原子在不均匀磁场中受力为 z B z B z B Mg Z B f Z d d d d 221d d d d B B B μμμμ±=?±=-== (3分) 由 f =ma 得 a m B Z =±?μB d d 故原子束离开磁场时两束分量间的间隔为 s at m B Z d v =?=??? ? ? ?212 22 μB d d (2分) 式中的v 以氢原子在400K 时的最可几速率代之 m kT v 3= )m (56.010400 1038.131010927.03d d 3d d 232 232B 2 B =??????=?=??= --kT d z B kT md z B m s μμ (3分) 由于l =0, 所以氢原子的磁矩就是电子的自旋磁矩（核磁矩很小，在此可忽略）， 故基态氢原子在不均匀磁场中发生偏转正好说明电子自旋磁矩的存在。 (2分) ----(10分) 2．解：由瞄准距离公式：b = 22a ctg θ及a = 2 1204z z e E πε得： b = 20012*79 **30246e ctg MeV πε= 3.284*10-5nm. (5分) 22 22 ()()(cot )22 (60)cot 30 3:1(90)cot 45 a N Nnt Nnt b Nnt N N θ σθπθπ?=?==?==? (5分) 3．对于Al 原子基态是2P 1/2：L= 1，S = 1/2，J = 1/2 (1分) 它的轨道角动量大小： L = = (3分) 它的自旋角动量大小： S = = 2 (3分) 它的总角动量大小： J = = 2 (3分) 4．（1）铍原子基态的电子组态是2s2s ，按L －S 耦合可形成的原子态： 对于 2s2s 态，根据泡利原理，1l = 0，2l = 0，S = 0 则J = 0形成的原子态：10S ； (3分) （2）当电子组态为2s2p 时：1l = 0，2l = 1，S = 0，1 S = 0， 则J = 1，原子组态为：11P ； S = 1， 则J = 0，1，2，原子组态为：30P ，31P ，32P ； (3分) （3）当电子组态为2s3s 时，1l = 0，2l = 0，S = 0，1 则J = 0，1，原子组态为：10S ，31S 。 (3分) 从这些原子态向低能态跃迁时，可以产生5条光谱线。 (3分) 高中物理原子物理试题 1、下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是 A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙： 玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C．图丙：卢瑟福通过 分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射 图样，可以说明电子具有粒子性 2、下列说法正确的是 A．黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有 关，还与材料的种类及表面状况有关 B．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强， α射线的电离能力最强 亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C．的半衰期约为7 ．原子核内部某个质子转变为 中子时，放出β射线D 其原因是,发现它只有几条不连续的亮线,3、仔细观察氢原子的光谱有 时不发光 C.氢原子有时发光,A.氢原子只有几个能级 B.氢原子只能发出平行光 所以对应的光的频率也是不连续的D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的, 、下列叙述中不正 确的是4 麦克斯韦提出了光的电磁说A. B.玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发 光现象 C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方 D．宏观物体的物质波 波长非常小，不易观察到它的波动性 5、下列叙述中符合物理学史的有 A．汤姆孙通过研究阴极 射线实验，发现了电子和质子的存在 ．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的B C．巴尔末根据氢原子 光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福 的原子核式结构学说衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，A点的原子核发生β衰 变，6、实验观察到，静止在匀强磁场中运动方向和轨迹示意如图．则 是电子的，磁场方向垂直纸面向外1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B．轨迹2A．轨迹是 新核的，磁场方向垂直纸面向里1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D．轨迹2C．轨迹、下 列说法正确的是7 ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应A ．汤姆生发现电子，表 明原子具有核式结构B ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太 短C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能 减小，原子总能量增D 大 8、下列说法正确的是 a衰变后，核内质子数减少4个A．增大压强 不能改变原子核衰变的半衰期 B．某原子核经过一次．a射线的贯穿作用很强，可用 来进行金属探伤C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D 9、下列说法正确的是．汤 姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型 B．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大A D．核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能C．核力存在于原子核内所有核子之间3-5原子物理练习题(含参考答案)
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