云南师范大学《原子物理学》期末试卷 B卷及答案

精品文档原子物理学期末考试模拟试卷B(共100分)姓名:_________ 学号:_________ 成绩:_________一．选择题(共11题, 共有30分)1.碱金属原子形成精细结构光谱的选择定则为; , 对于氢原子形1??j?0,1??l?成精细结构光谱的选择定则与上述选择定则A. 不同;B. 相同;C. 相同, 不同;D. 不同, 相同。

j??jl??l K2. 壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量失去一个）原子，对（Z=29Cu差不多大多少倍？A. 100,000；B. 100；C. 1000；D. 10,000。

3. e，光速为射线，若电子的电量为-用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生Xc，普朗克常量为h，则所产生的X射线的短波限为：2/eV； B. eV/2hc； C. A. hchc/eV； D. 2hc/eV。

3 34. P的辐射跃迁：P到由状态2p3p 2s2p A. 可产生9条谱线； B. 可产生7条谱线；C. 可产生6条谱线；D. 不能发生。

5.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：A. 质子；B. 光子；C. 中子；D. 电子。

6.在外磁场中的原子，若外磁场B可视为弱磁场，则：???再与B耦合A. 和; 先耦合成SL???;与B. 由于B弱使不能耦合成SL C. 由于B弱,所以磁场对原子的作用总可忽略;??分别同B耦合,与而后形成总附加能。

D. SL7.判断处在弱磁场中的下列原子态分裂的子能级数哪个是正确的？41P分裂为3 B. 个; A. D分裂为2个; 13/221D分裂为4D. 个。

C. F 分裂为7个; 25/28.使氢核聚变所需的温度的数量级至少为:45810K。

D. 10C. 10 K ; B. 10K ; A. 10K ;9.碱金属原子的能级与氢原子的相比较：A. 相同n，碱金属的能级略高，随着n和l值的增加，两者差别减少；B. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和l值的增加，两者差别增加；C. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和l值的增加，两者差别减少；D. 在不考虑精细结构时，两者能级基本上重叠。

《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∑iil=奇⇔∑iil=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24He；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 Bz B z B Mg Z B f Z d d d d 221d d d d BB B μμμμ±=⨯±=-== (3分) 由 f =ma 得 a m BZ=±⋅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 =⨯=⋅⎛⎝ ⎫⎭⎪21222μB d d (2分)式中的v 以氢原子在400K 时的最可几速率代之 mkTv 3=)m (56.0104001038.131010927.03d d 3d d 232232B 2B =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅⋅=--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。

云南师范大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习 1．运动质点在某瞬时位于位矢r 的端点处,对其速度的大小有四种意见,即 (1)t r d d ； (2)dt r d ； (3)t s d d ； (4)22d 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(C) 只有(2)(3)正确 (D) 只有(3)(4)正确答案D2．如图所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )(A) g sin θ (B) g cos θ (C) g tan θ (D) g cot θ答案D3．无限长直圆柱体，半径为R ，沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r < R )的磁感强度为B i ，圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e ，则有 （ ）(A) B i 、B e 均与r 成正比(B) B i 、B e 均与r 成反比(C) B i 与r 成反比，B e 与r 成正比(D) B i 与r 成正比，B e 与r 成反比答案D4．某电场的电力线分布情况如图所示．一负电荷从M 点移到N 点．有人根据这个图作出下列几点结论，其中哪点是正确的？ （ ）（A ）电场强度E M >E N （B ）电势U M >U N（C ）电势能W M <W N （D ）电场力的功A>０答案D5．静电场中高斯面上各点的电场强度是由：（ ）(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C6． 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。

对下列表达式，即（1）dv dt a =；（2）dr dt v =；（3）ds dt v =；（4）t dv dt a =。

原子物理期末试题（物理学院本科2004级用，试题共3 页）姓名学号班级一、填空题（16分，每空1分）答案按顺序写在答题纸上，未答项目在相应位置留出下划线。

另外注意：题中空格的长度与答案字数的多少无关。

1. 强子可以按照其属于费米子还是玻色子而分为两类，即重子和____。

2. 对于一个微观粒子，其广义动量的不确定范围是∆p，广义坐标的不确定范围是∆q。

则根据海森堡的不确定原理有关系式：______。

3. 对于2He原子，1s3d能级____（高于、低于）1s4s能级。

4．某双原子分子处于4Φ9/2态，它沿分子轴方向的轨道角动量为____。

5．对于一维简谐振子，由薛定谔方程求得的能量本征解为：_____。

6. Z=40的Zr 原子处于基态时，完整电子组态是_____，原子态是_____，原子总磁矩μJ =_______μB，在史特恩-盖拉赫实验中将分裂为_______束。

7. 双原子分子的振转谱带位于____区，谱带中____位置处谱线间距最宽。

8. Rutherfold的α粒子散射实验的最重要结论是：____。

9. 与一般形式的薛定谔方程相比，定态薛定谔方程的重要特征是_____。

9. 一种分子的转动能级J=4到J=5的吸收线波长为1.20 cm。

则从J=1 到J=0的跃迁的谱线波长为_______，J=1态的转动角动量为_______。

10. Z=49的In元素与Z=52的Te元素相比，第一电离能较____。

二、 （12分）某种类氢离子的光谱中，各系限波数的最大值是氢原子巴耳末系系限波数的16倍。

根据经典的玻尔原子理论，计算该类氢离子中最大的相邻能级间隔以及最小的电子轨道半径。

三、 （18分）Na 原子的基态为 3S 。

首先不考虑精细结构，3P →3S 、3D →3P跃迁的波长分别为 5893 Å、 8193 Å，主线系的系限波长为2413 Å。

求 3S 、3P 、3D 各光谱项的值，以及 3S 态的量子数亏损 ∆S 。

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A ．2424011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变D ．235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变 2、如图为两分子系统的势能E ．与两分子间距离r 的关系曲线．下列说法正确的是A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B ．在r 由r 1变到r 2的过程中，分子间的作用力做负功C ．当r 等于r 1时，分子间的作用力为零D ．当r 等于r 2时，分子间的作用力为零3、有关光的本性，下列说法正确的是( )A ．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C ．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D ．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性4、铁棒A 两端均能吸引小磁针,铁棒B 能排斥小磁针，若铁棒A 靠近铁棒B ，则（ ）A ．A 、B 一定相互吸引B ．A 、B 一定相互排斥C ．A 、B 间可能无磁力作用D ．A 、B 间一定有磁力作用，可能吸引，也可能排斥5、关于机械波和电磁波的说法，正确的是A．机械波和电磁波都需要通过介质传播B．机械波和电磁波在本质上是相同的，只是频率不同而已C．电磁波和机械波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象D．机械波的传播速度只取决于介质，电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关6、在光滑绝缘的水平面上，有两个相距较近的带同种电荷的小球，将它们由静止释放，则两球间（）A．距离变大，库仑力变大B．距离变大，库仑力变小C．距离变小，库仑力变大D．距离变小，库仑力变小二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

云南师范大学《原子物理学》期末试卷-C卷及答案云南师范大学2011——2012学年下学期统一考试原 子 物 理 学 试卷学院 物电学院 专业 年级 2010级 学号 姓名 考试方式：闭卷 考试时量：120分钟 试卷编号：C 卷一、简答题（共2小题，每题3分，共6分）1教材中哪些实验和现象说明了电子具有自旋运动且自旋量子数为1/2 ？（至少举三个例子。

）2、 什么是原子核的结合能和平均结合能？二、填空题（将正确答案填在空格内，共10空，每空1分，共10分）1.夫兰克-赫兹实验证实了 ；史特恩-盖拉赫实验在历史上首次证实了 。

2．铝原子基态是2P1/2，则它的轨道角动量是 ，自旋角动量是 。

（用h/2π来表示）3．钒原子的基态是4F 3/2，该原子态能级在均匀磁场中将分裂为 层。

4．按照泡利不相容原理，在同一原子中，3d 次壳层最多可填 个电子，主量子数n ＝3的电子最多可以有 个。

5．原子核反应过程中守恒的量有：电荷数、 、 、 、线动量和角动量等。

三、选择题（将正确答案的序号填在括号内，共6小题，每题3分，共18分）1. 原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射 【 】A.绝大多数散射角近0180；B.α粒子只偏0023-；C.以小角散射为主，也存在大角散射；D.以大角散射为主，也存在小角散射。

2. 氢原子可观测到的全部线光谱应理解为： 【 】A.处于某一状态的一个原子所产生的；B.处于不同状态的足够多的原子所产生的；C. 处于相同状态的少数原子所产生的；D.处于不同状态的少数原子所产生的。

3. 氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是： 【 】 A. 13.6V 和 10.2V ； B. -13.6V 和-10.2V ； C. 13.6V 和 3.4V ； D. -13.6V 和 -3.4V 。

4. 可以基本决定所有原子核性质的两个量是： 【 】 A 核的质量和大小； B.核自旋和磁矩； C.原子量和电荷； D.质量数和电荷数。

填空题1、在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n = 2的状态， 电子绕质心的轨道半径等于 nm 。

2、氢原子的质量约为____________________ MeV/c 2。

3、一原子质量单位定义为 原子质量的 。

4、电子与室温下氢原子相碰撞，欲使氢原子激发，电子的动能至少为 eV 。

5、电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。

特别重要的是他还发现了_______ 是量子化的。

6、氢原子 n=2,n φ =1与H +e 离子n=•3,•n φ•=•2•的轨道的半长轴之比a H /a He •=____,半短轴之比b H /b He =__ ___。

7、玻尔第一轨道半径是0.5291010-⨯m,则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=_____,半短轴b•有____个值，•分别是_____•， ••, .8、 由估算得原子核大小的数量级是_____m,将此结果与原子大小数量级• m 相比,可以说明__________________ .9、提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。

10、钾原子的电离电势是4.34V ，其主线系最短波长为 nm 。

11、锂原子（Z =3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为 eV （仅需两位有效数字）。

12、考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为——————————————————————————————————————————————。

13、如果考虑自旋, 但不考虑轨道-自旋耦合, 碱金属原子状态应该用量子数————————————表示，轨道角动量确定后, 能级的简并度为 。

云南师范大学原子物理试卷一、 简答题（每题5分，共10分）1．为什么两个同科S 电子形成的原子态比两个非同科S 电子形成的原子数目少？答：根据泡利原理，原子中不能有两个电子处于完全相同的状态。

电子的状态由一组量子数（s l m m l n ,,,）决定，同科电子已有两个量子数相同，另外两个量子数中必须至少有一个不同，因而比非同科电子受限，形成的原子态数目较少。

2．为何利用轻核聚变和重核裂变可以产生能量，试从原子核结合能的角度加以说明。

答：原子核裂变和聚变反应都是由结合能较少的原子核变为结合能较大的原子核，反应后的原子核结合能大于反应前的原子核结合能，这样的反应是放能反应。

3．写出下列原子的基态的电子组态，并确定它们的基态原子态：Mg Na Ne 121110,, 答：62210221:p S S Ne 01S ，:11Na 16223221:S p S S 2/12S ，Mg 1226223221:S p S S 01S4．玻尔理论的成功之处和局限性？答：玻尔理论的成功之处：定态的概念，能量量子化，辐射频率法则，氢原子光谱五个线系的形成，为量子力学的建立奠定了基础。

（3分）局限性：没有脱离经典物理的框架，量子化条件的引入没有严密的数学证明，不能解释氢原子光谱的强度、宽度等，无法全面地描述原子现象。

（2分）5．X 射线标识谱是如何产生的？答： 内壳层电子填充空位产生标识谱。

（5分）6．什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。

答：原子核自发地的发射γβα、、射线的现象称放射性衰变（4分）例略二、填空题（每空2分，共30分）1．夫兰克—赫兹实验证实了 能级的存在 ；史特恩—盖拉赫实验证实了原子空间取向的量子化2．铝原子基态是2/12P ，则它的轨道角动量是 2 ，自旋角动量是 23 ，总角动量是 23 ，总磁矩为 B μ354 。

（用 或B μ来表示） 3．已知铁（D 5）的原子束在横向不均匀磁场中分裂为9束，则该原子的J 值为 4 ，若将该原子置于均匀磁场中能级将分裂为 9 层。

原子物理期末试题答案一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.下列说法错误的是( )a.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢b.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质c.阴极射线和β射线都是电子流，它们的产生机理是一样的d.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析:由基本概念可知abd说法是对的.阴极射线和β射线都是电子流,但产生机理不同,故应选c.答案:c2.下列说法中正确的是( )a.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加b.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的c.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律d.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少,又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故a错.α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，所以b错.据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律，故c 错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化，故d正确。

答案:d3.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为: ,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知的质量为m1，的质量为m2,则下列判断正确的是( )＞m2 ＜m2 =m2 =3m2－介子衰变的方程为k－→π－＋π0，其中k－介子和π－介子带负的元电荷e，π0介子不带电.如图15-1所示，两匀强磁场方向相同，以虚线mn为理想边界，磁感应强度分别为b1、b2.今有一个k－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场b1中，其轨迹为圆弧ap，p在mn上，k－在p点时的速度为v，方向与mn垂直.在p点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的π－介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是( )图15-1a.π－介子的运行轨迹为pencmdpb.π－介子运行一周回到p用时为＝4b2d.π0介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知π－介子的运行轨迹为pdmcnep，所以选项a错误；π－介子在磁场b1中的半径在磁场b2中的半径由题图可知r2=2r1，所以b1＝2b2，选项c错误；π－介子运行一周回到p用时为选项b正确；π0介子不带电，将做匀速直线运动，选项d正确.答案:bd6.下列说法正确的是( )a.研制核武器的钚239 由铀239 经过4次β衰变而产生b.发现中子的核反应方程是g的经过两个半衰期后其质量变为15 gd. 在中子轰击下，生成和的核反应前后，原子核的核子总数减少解析: 发生2次β衰变，a错误.20 g 经过两个半衰期后其质量c错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒，d错误.所以只有b正确.答案:b7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是( )解析:把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变，四个选项中只有a为聚变反应，b是发现质子的核反应，c是铀核的裂变反应，d是铀核的α衰变.答案:a8.关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )a.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的b.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小c.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强d.铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析:a选项正确，核反应方程为b选项错误，放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关.c选项错误，在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱.d选项错误，核反应中电荷数和质量数都守恒，则解得即8次α衰变和6次β衰变.答案:a9.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )a.“人造太阳”的核反应方程是b.“人造太阳”的核反应方程是c.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是δe=δmc2d.“人造太阳”核能大小的计算公式是解析:“人造太阳”是利用海水中的21h和31h聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯坦质能方程δe＝δmc2求出，其中δm为质量亏损，所以a、c项正确.答案:ac10.静止的衰变成，静止的衰变为，在同一匀强磁场中的轨道如图15-2所示.由此可知( )图15-2a.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹b.甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹c.图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹d.图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹二、填空实验题(11题6分，12题6分)11.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图15-3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b为________射线.图15-3解析:从放射源射出三种射线，分别为α、β和γ射线，其中α射线被铝箔挡住，只有β和γ射线穿出，又由于γ射线不带电，所以在偏转电场中不发生偏转.综上分析，可知图中的射线a为γ射线，射线b为β射线.答案:γ β12.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.图15-4(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.①___________________________________________________ ____________；②___________________________________________________ _________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图154为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途.___________________________________________________ _____________.三、计算题(本题包括4小题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好解析:设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律得mnv0=mnv1+mv2由能量守恒得解得在重水中靶核质量mh=2mn在石墨中靶核质量mc=12mn与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好.15.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量(3)已知太阳每秒释放的能量为×1026 j，则太阳每秒减少的质量为多少(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量m＝2×1030 kg,mp＝3 u，mhe＝5 u，me＝55 u)解析:(1)(2)δm＝4× 3 u－( 5＋2× 55) u＝6 uδe＝δmc2＝6× mev＝mev＝4×10－12 j.(3)太阳每秒钟释放的能量为×1026 j，则太阳每秒钟减少的质量为(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为(年)可得则答案:(1)(2) mev (3) mev mev。

原子物理期末试题及答案本文为原子物理期末试题及答案，按照试题题目和答案的特点，采用以下格式进行书写：一、选择题1. 原子核中所包含的质子数和中子数之和被称为：A. 原子序数B. 质量数C. 原子量D. 原子核数答案：B2. 下列元素中，属于同位素的是：A. 氢、氦B. 氧、氮C. 氧、锂D. 锂、氘答案：D二、填空题1. 氢气的原子核中有1个质子和____个中子。

答：0或1（氢的同位素中存在一个中子的，即氘）2. 质子总数为7，中子总数为8的原子核的质量数为____。

答：15三、分析题1. 描述原子核结构的模型有哪些？请简要比较它们的异同点。

答：原子核结构的模型有汤姆逊模型、卢瑟福模型和玻尔模型。

比较它们的异同点如下：- 汤姆逊模型认为原子核是一个带正电的均匀球体，质子和电子混合分布于其中。

卢瑟福模型和玻尔模型则认为原子核是一个紧凑且带正电的体积，质子集中分布于其中。

- 卢瑟福模型提出了散射实验，通过对α粒子的散射观察，得出了核的直径较小且有正电荷的结论。

玻尔模型在此基础上提出了电子绕核定址和能级的概念。

- 汤姆逊模型没有给出精确的原子核结构，而卢瑟福模型和玻尔模型则通过实验和理论推导，提出了具体的原子核结构图像。

四、简答题1. 什么是原子核的裂变和聚变？它们有什么不同之处？答：原子核的裂变指的是重原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放大量的能量。

裂变通常发生在重元素核反应中，如铀核反应。

原子核的聚变指的是两个或更多轻原子核合并成一个更重的原子核，同样也会释放能量。

聚变通常发生在太阳和恒星中。

它们的不同之处如下：- 裂变是重原子核分裂，聚变是轻原子核合并。

- 裂变释放的能量较大，聚变释放的能量更大。

- 裂变更容易实现，但聚变需要更高的温度和压力条件才能发生。

- 从能源利用角度来看，裂变是当前的核能利用主要形式，而聚变则是理想的未来能源。

五、论述题请根据自己所学和理解，回答以下问题：1. 原子核的稳定性是如何保证的？请详细解释。

原子物理学期末考试模拟试卷B 参考答案一．选择题(共11题, 共有30分 )1.B ----(3分)2.C ----(3分)3.C ----(2分)4.C (由∆L =±01,；∆J =±01,，0→0除外可得) 。

----(3分)5.B ----(2分)6.A ----(3分)7.B ----(3分)8.C ----(3分)9.C ----(3分)10.B ----(3分)11.D ----(2分)二．填空题(共8题, 共有30分 ) 1.2/122/122/32/122P 2S P 2S →→n n。

（各1.5分）----(3分)2.11.⨯1010Hz ----(5分)3.22.8 ----(3分)4.15；432S ；4；4；2（每空1分）。

----(5分)5.单；三；五。

----(3分)6.同位素 （1.5分）; 同量异位素 (1.5分)。

----(3分)7.正 (1分)； r 0A 1/3 (2分)； 核子数A (1分)； 均相同 (1分)。

----(5分)8.938 ----(3分)三．计算题(共4题, 共有40分 ) 1.解:：L=2, M L =±±210,, ∴L z =0,,2 ±±|L |2=L(L+1) 2=62 L zmax =2 L zmin =0.又：|L |2=L z 2+L y 2+L x 2 ∴ L x 2+L y 2=|L |2-L z 2 ( 2分) (1) (L x 2+L y 2) min =|L |2-L zmax 2=（6-4）222 = ( 2分) (2) (L x 2+L y 2) max =|L |2-L zmin 2=(6-0) 2=6 2( 2分) (3) L=2 ,M L =1 ,即L z =则L z 2+L y 2=|L |2-L z 2=(6-1) 2 =52 ( 2分) (4) 从这里只能确定L x 2+L y 2的值,而不能确定L x 和L y 的值. ( 2分)----(10分) 2.解::波长为300nm 的单个光子的能量为,J 106.6J 1000.3100.3106.6197834---⨯=⨯⨯⨯⨯===λhc hv E (2分) 所以光子数通量为2141914m s 105.4106.6103----⨯=⨯⨯==E I N (3分) ----(5分)3.解:：(1) 能级图 (5分) 基态3s3s 1S 0； 3s3p 1P 1, 3P 2,1,0； 3s4s 1S 0，3S 1；3s4p 11P ，3210P ,,； (4分) (2) 范例 (6分)允许跃迁如：31110s3p P 3s3s S →；禁戒跃迁如：3s4p P 3s3p P 1111→（因反常塞曼效应如：3s4s S 3s3p P 3131→；正常塞曼效应如：3s4p P 3s4s S 1110→----(15分)4.解:：(1) ()σθθ=⎛⎝ ⎫⎭⎪-a 4224sin()a r m =m i n()()σθθ=⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥-r m m i n s i n 4224 (4分)1P 13s4p3s4s 1S 01P 13s3p3s3s 1S 0正常禁戒允许3P13P 23P 03s4p3s4s 3s3p3S 13P 13P3P 2反常=⎛⎝ ⎫⎭⎪⎛⎝ ⎫⎭⎪=⨯-404121610243.fm 2/sr=16b/sr (1分)(2)()[]290π︒=b σ()()2/90min m r b =︒()2m i n 2π⎥⎦⎤⎢⎣⎡=m r σ (4分)=⨯⎛⎝ ⎫⎭⎪=⨯314402131023..fm 2=13b (1分)----(10分)。

高校原子物理学试题试卷一、选择题1.分别用１MeV的质子和氘核（所带电荷与质子相同，但质量是质子的两倍）射向金箔，它们与金箔原子核可能达到的最小距离之比为：Ａ.1/4;Ｂ.1/2; Ｃ.１; Ｄ.２.2.处于激发态的氢原子向低能级跃适时，可能发出的谱总数为：A.4;B.6;C.10;D.12.3.根据玻尔－索末菲理论，n=4时氢原子最扁椭圆轨道半长轴与半短轴之比为：A.1；B.2;C.3;D.4.4.f电子的总角动量量子数j可能取值为：A.1/2，3/2;B.3/2，5/2;C.5/2，7/2;D.7/2，9/2.5.碳原子（C，Z＝6）的基态谱项为A.3P O;B.3P2;C.3S1;D.1S O.6.测定原子核电荷数Z的较精确的方法是利用A.α粒子散射实验;B. x射线标识谱的莫塞莱定律;C.史特恩－盖拉赫实验；D.磁谱仪.7.要使氢原子核发生热核反应，所需温度的数量级至少应为（K）A.107;B.105;C.1011;D.1015.8.下面哪个粒子最容易穿过厚层物质？A.中子；B.中微子；C.光子；D.α粒子9.在（1）α粒子散射实验，（2）弗兰克－赫兹实验，（3）史特恩－盖拉实验，（4）反常塞曼效应中，证实电子存在自旋的有：A.（1），（2）;B.（3）,（4）;C.（2）,（4）;D.（1）,（3）.l的简10.论述甲：由于碱金属原子中，价电子与原子实相互作用，使得碱金属原子的能级对角量子数并消除. 论述乙：原子中电子总角动量与原子核磁矩的相互作用，导致原子光谱精细结构. 下面判断正确的是：A.论述甲正确，论述乙错误;B.论述甲错误，论述乙正确;C.论述甲，乙都正确，二者无联系；D.论述甲，乙都正确，二者有联系.二、填充题（每空2分，共20分）1．氢原子赖曼系和普芳德系的第一条谱线波长之比为（）.2．两次电离的锂原子的基态电离能是三次电离的铍离子的基态电离能的（）倍.3．被电压100伏加速的电子的德布罗意波长为（）埃.4．钠D1线是由跃迁（）产生的.5．工作电压为50kV的X光机发出的X射线的连续谱最短波长为（）埃.6．处于4D3/2态的原子的朗德因子g等于（）.7．双原子分子固有振动频率为f，则其振动能级间隔为（）.8．Co原子基态谱项为4F9/2，测得Co原子基态中包含8个超精细结构成分，则Co核自旋I=（）. 9．母核A Z X衰变为子核Y的电子俘获过程表示（）。

云南师范大学2011——2012学年下学期统一考试原子物理学试卷学院物电学院专业年级学号姓名考试方式：闭卷考试时量：120分钟试卷编号：B卷题号一二三总分评卷人得分评卷人一．简答题（每题5分，共10分）1．为什么两个同科s电子形成的原子态比两个非同科s电子形成的原子态数目少？2．为何利用轻核聚变和重核裂变可以产生能量，试从原子核结合能的角度加以说明。

得分评卷人二．填空题（每空2分，共30分）1．夫兰克-赫兹实验证实了；史特恩-盖拉赫实验证实了。

，则它的轨道角动量是，自旋角动量2．铝原子基态是2P1/2是，总角动量是，总磁矩为（用ℏ或µ来表示）。

B3．已知铁（5D）的原子束在横向不均匀磁场中分裂为9束，则该原子的J值为，若将该原子置于均匀磁场中能级将分裂为层。

4．有一种原子，基态时n=1，2，3壳层填满，4s支壳层也填满，4p支壳层填了一半，则该元素是号元素。

5．元素周期表反映了元素按的递增而呈现出周期性变化。

6．原子核外电子排布遵循原理和原理。

7．满壳层或满支壳层的电子形成的原子态为。

8．原子核反应过程中守恒的量有：电荷、、总质量、、线动量和角动量等。

得分评卷人三．计算和证明题（各小题分数见题首，共60分）1．（15分）铍原子共有四个电子，已知其中三个始终处于基态。

（1）写出铍原子的四个最低能量的电子组态及其LS耦合下对应的原子态；（2）根据洪特定则画出这四个最低能量电子组态的全部能级；（3）画出上述能级间满足跃迁选择定则的全部可能发生的跃迁。

2．（10分）在平行于磁场方向观察到某光谱线的正常塞曼效应分裂的两谱线间波长差°=∆A 40.0λ。

所用磁场的B ＝2.5T ，试计算该谱线原来的波长。

3．（15分）在钠原子光谱线中，谱线D 1来自第一激发态32P 1/2到基态32S 1/2的跃迁，其波长为5896A 。

（31101.9−×=e m 千克，19106.1−×=e 库仑）（1）原子放在磁场B 中时，D 1线将分裂成几条谱线？（2）若磁场的B ＝3.0T ，其中波长最长和最短的两条光谱线的波长差为多少埃?4．（10分）用α粒子打击94Be 产生126C 并放出一个新粒子：（1）写出核反应方程式；（2）若这个核反应是放能反应，放出能量为5.7MeV ，问反应后比反应前静质量是增加还是减少？变化了多少？（1原子质量单位＝931.5MeV/c 2）5．（10分）活着的有机体中，14C 对12C 的比与大气中是相同的，有机体死亡后，由于14C 的放射性衰变，14C 的含量就不断减少，因此可以从古生物遗骸中14C 的含量推算古生物到现在的时间。

原子物理学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子物理学研究的主要对象是（）。

A. 原子核B. 原子C. 分子D. 电子答案：B2. 原子核的组成是（）。

A. 质子和电子B. 质子和中子C. 电子和中子D. 原子和电子答案：B3. 原子的核外电子排布遵循（）。

A. 泡利不相容原理B. 能量最低原理C. 洪特规则D. 所有上述规则答案：D4. 原子核的放射性衰变包括（）。

A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 所有上述衰变答案：D5. 原子核的结合能是指（）。

A. 原子核中所有核子的总能量B. 原子核中所有核子的总质量C. 原子核中所有核子的总动量D. 原子核中所有核子的总能量与原子核总能量之差答案：D6. 原子核的自旋量子数是（）。

A. 0B. 1/2C. 1D. 2答案：B7. 原子核的同位素是指（）。

A. 具有相同原子序数但不同质量数的原子核B. 具有相同质量数但不同原子序数的原子核C. 具有相同原子序数和质量数的原子核D. 具有不同原子序数和质量数的原子核答案：A8. 原子核的磁矩是由（）产生的。

A. 电子的自旋B. 电子的轨道运动C. 原子核的自旋D. 原子核的轨道运动答案：C9. 原子核的磁共振现象是由于（）。

A. 原子核的自旋B. 原子核的磁矩C. 外部磁场D. 外部磁场与原子核磁矩的相互作用答案：D10. 原子核的衰变常数是（）。

A. 与时间无关的常数B. 与衰变物质的质量有关C. 与衰变物质的体积有关D. 与衰变物质的密度有关答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 原子物理学的奠基人是______。

答案：尼尔斯·玻尔2. 原子核由______和______组成。

答案：质子；中子3. 原子的电子排布遵循______原理。

答案：泡利不相容4. 原子核的放射性衰变包括______衰变、______衰变和______衰变。

答案：α；β；γ5. 原子核的结合能是______与______之差。

最新《原子物理学》期末考试试卷(A卷)-往届资料一、单选题（每题2分，共30分）1. 原子核的主要组成部分是（）。

A. 质子和中子B. 电子和质子C. 电子和中子D. 质子:正确答案为A2. 电离能是指（）。

A. 电子离开原子核的能量B. 电子离开原子的能量C. 电子进入原子核的能量D. 电子进入原子的能量:正确答案为B3. 原子的电子云是指（）。

A. 电子的轨道B. 电子的密度分布C. 电子的能级D. 电子的数目:正确答案为B4. 原子的核外电子数目等于（）。

A. 元素的原子序数B. 元素的质子数C. 元素的质子数减去中子数D. 元素的中子数:正确答案为A5. 下面哪个不属于玻尔的量子条件？A. 电子在特定轨道上运动B. 电子由低能级跃迁到高能级需要吸收能量C. 电子由高能级跃迁到低能级时释放能量D. 电子在轨道上运动的能量是固定的:正确答案为D......（省略题目6-30）二、填空题（每空2分，共20分）1. 量子数n=2时，可能的角动量量子数l的取值为【0，1 】。

2. 光的波长和频率满足关系c = λν，其中c为【光速】，λ为【波长】，ν为【频率】。

3. 电子在原子核周围的运动轨道称为【轨道】。

4. 轨道角动量量子数l代表电子运动轨道的形状和【能级】。

5. 泡利不相容原理指出，一个原子的一个轨道上的电子数目不超过【 2 】个。

......（省略填空题6-20）三、简答题（每题10分，共20分）1. 什么是原子核？【原子核是原子的中心部分，主要由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

原子核带整数电荷，确定了元素的原子序数。

原子核决定了原子的质量和化学性质。

】2. 简述玻尔的量子化条件。

【玻尔的量子化条件是描述电子在特定轨道上运动的条件。

根据量子化条件，电子绕原子核运动的轨道角动量必须为整数倍的普朗克常数h/2π，即mvr = nh/2π，其中m为电子质量，v为电子速度，r为轨道半径，n为主量子数。