原子物理试卷及答案

以下是本人经过网络和书本查证的出的答案，每题都经过仔细分析与查找，如有纰漏请指出。

——From GK原子物理学习题一、选择题（1）进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明：DA、原子不一定存在核式结构；B、散射物太厚；C、卢瑟福理论是错误的；D、小角散射时一次散射理论不成立。

（2）用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔（bó）正碰，测量金原子核半径的上限。

问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？BA、1/4 ；B、1/2 ；C、1 ；D、2 。

（3）在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：DA、质子的速度与α粒子的相同；B、质子的能量与α粒子的相同；C、质子的速度是α粒子的一半；D、质子的能量是α粒子的一半。

（4）在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少？AA、16 ；B、8 ；C、4 ；D、2 。

（5）欲使处于激发态的氢原子发出Hα线，则至少需提供多少能量（eV）?BA、13.6 ；B、12.09 ；C、10.2 ；D、3.4 。

（6）由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径a0的数值是：BA、5.29×10-10m ；B、0.529×10-10m ；C、5.29×10-12m；D、529×10-12m 。

（7）氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为：DA、3Rhc/4 ；B、Rhc；C、3Rhc/4e；D、Rhc/e。

（8）弗兰克—赫兹实验使用的充气三极管是在：BA、相对阴极来说板极上加正向电压,栅极（shān jí）上加负电压；B、板极相对栅极是负电压,栅极相对阴极是正电压；C、板极相对栅极是正电压,栅极相对阴极是负电压；D、相对阴极来说板极加负电压,栅极加正电压。

高二物理原子物理试题1.下列说法正确的是A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定C．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高【答案】AD【解析】A、根据黑体裁辐射实验结果得知，黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．故A正确．B、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定．故B错误．C、宏观物体的物质波波长非常小，波动性很弱，不容易观察到它的波动性．故C错误．D、相同速度的质子与电子，质子物质波的波长要小，衍射现象较弱，所以用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．故D正确．故选AD【考点】考查了原子物理基础知识点评：黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高2.（8分）下列说法中正确的是________________A．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．中等核的比结合能最大，因此这些核是最稳定的C．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构D．卢瑟福在研究原子结构中引入了量子化的观点E．光电效应实验揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性F．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大【答案】BCF（8分）（对一个3分，对两个6分）【解析】本题考查的是对原子物理的相关概念和理论的理解情况，紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子数目会增加，而最大初动能不变；A错误；中等核的比结合能最大，因此这些核是最稳定的，B正确；天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，C正确；卢瑟福在研究原子结构中没有引入量子化的观点，D错误；光电效应实验揭示了光的粒子性，康普顿效应也揭示了光的粒子性，E错误；在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大，F正确；3.有下列4个核反应方程①Na→Mg+ e ②U+n→Ba+Kr+3n③F+He→Ne+H ④He+H→He +e上述核反应依次属于:A．衰变、人工转变、人工转变、聚变B．裂变、裂变、聚变、聚变C．衰变、衰变、聚变、聚变D．衰变、裂变、人工转变、聚变【答案】D【解析】略4.在下列4个核反应方程中，x表示质子的( )【答案】C【解析】略5.卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现：（1）关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是 .A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动(2)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射实验．下列图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是图中的 .【答案】（1）C ；（2）B【解析】（1）α粒子散射实验证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里，选项C正确；（2）因原子核带正电，α粒子也带正电，故根据粒子的速度方向可判断选项B是正确的.【考点】α粒子散射实验.6.如果大量氢原子处在n=4的能级，可能有几种频率的光辐射出来？其中频率最大的光是氢原子在哪两个能级间跃迁时发出来的？A．4种，其中频率最大的光是氢原子从n=4能级到n=1能级跃迁时发出B．6种，其中频率最大的光是氢原子从n=4能级到n=1能级跃迁时发出C．4种，其中频率最大的光是氢原子从n=4能级到n=3能级跃迁时发出D．6种，其中频率最大的光是氢原子从n=4能级到n=3能级跃迁时发出【答案】B【解析】大量氢原子处在n=4的能级，可能有种频率的光辐射出来; 其中频率最大的光是氢原子从n=4能级到n=1能级跃迁时发出的，因为这两个能级的能级差最大，故选B.【考点】波尔理论。

原子物理、近代物理专题1.[2024·北京卷] 已知钍234的半衰期是24天.1 g 钍234经过48天后,剩余钍234的质量为 ( ) A .0 g B .0.25 g C .0.5 g D .0.75 g 1.B [解析] 1 g 钍234经过48天后,剩余质量m =(12)tτm 0=0.25 g,故选B .2.[2024·北京卷] 产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖,阿秒(as)是时间单位,1 as=1×10-18 s,阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光,提供了阿秒量级的超快“光快门”,使探测原子内电子的动态过程成为可能.设有一个持续时间为100 as 的阿秒光脉冲,持续时间内至少包含一个完整的光波周期.取真空中光速c =3.0×108 m/s,普朗克常量h =6.6×10-34 J·s,下列说法正确的是 ( )A .对于0.1 mm 宽的单缝,此阿秒光脉冲比波长为550 nm 的可见光的衍射现象更明显B .此阿秒光脉冲和波长为550 nm 的可见光束总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更多C .此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6 eV(-2.2×10-18 J)的基态氢原子电离D .为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期2.C [解析] 此阿秒光脉冲的波长为λ≤cT =30 nm<550 nm,由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时,衍射现象越明显知,波长为550 nm 的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显,故A 错误;由ε=h cλ知,阿秒光脉冲的光子能量大,故总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更少,故B 错误;阿秒光脉冲的光子能量最小值ε=hν=ℎT=6.6×10-18 J>2.2×10-18 J,故此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6 eV(-2.2×10-18 J)的基态氢原子电离,故C 正确;为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期,故D 错误.3.[2024·北京卷] 电荷量Q 、电压U 、电流I 和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量,其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性,如图所示.类似地,上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q 之比可能也是一种电磁学元件的属性,并将此元件命名为“忆阻器”,近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”.由于“忆阻器”对电阻的记忆特性,其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景.下列说法错误的是 ( ) A .QU 的单位和ΦI 的单位不同B .在国际单位制中,图中所定义的M 的单位是欧姆C .可以用I U来描述物体的导电性质D .根据图中电感L 的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式E =L ΔI Δt3.A [解析] 由法拉第电磁感应定律可知E =ΔΦΔt,则Φ的单位为V·s,由Q =It 可知,Q 的单位为A·s,则QU 与ΦI 的单位相同,均为V·A·s,故A 错误;由题图可知,从单位角度分析有M =ΦQ =V ·sA ·s =Ω,故B 正确;由R =UI 知I U =1R ,可以用来描述物体的导电性质,故C 正确;由电感的定义L =ΦI =ΔΦΔI ,以及法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt ,解得E =L ΔIΔt ,故D 正确.4.[2024·甘肃卷] 2024年2月,我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素76169Os,核反应方程如下:48106Cd +2858Ni→76160Os+4X,该方程中X 是 ( ) A .质子 B .中子 C .电子 D .α粒子4.B [解析] 根据反应前后质量数和电荷数守恒得X 是 01n,故选B .5.[2024·广东卷] 我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”,其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素.科学家尝试使用核反应Y +95243Am→119A X+201n 产生该元素.关于原子核Y 和质量数A ,下列选项正确的是 ( ) A .Y 为 2658Fe,A =299 B .Y 为 2658Fe,A =301 C .Y 为 2454Cr,A =295 D .Y 为 2454Cr,A =2975.C [解析] 由于核反应过程中质量数守恒且电荷数守恒,故原子核Y 的电荷数为119-95=24,则原子核Y 为 2454Cr,质量数A =54+243-2=295,C 正确.6.[2024·广西卷] 近期,我国科研人员首次合成了新核素锇-160(76160Os)和钨-156(74156W).若锇-160经过1次α衰变,钨-156经过1次β+衰变(放出一个正电子),则上述两新核素衰变后的新核有相同的 ( ) A .电荷数 B .中子数 C .质量数 D .质子数6.C [解析] 锇-160经过1次α衰变后产生的新核素质量数为156,质子数为74,钨-156经过1次β+衰变后质量数为156,质子数为73,可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数,故选C .7.[2024·海南卷] 利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关S 1,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U 1,已知电子电荷量为e ,普朗克常量为h ,下列说法正确的是 ( )A .其他条件不变,增大光强,电压表示数增大B .改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U 1C .其他条件不变,使开关接S 2,电流表示数仍为零D .光电管阴极材料的截止频率νc =ν1-eU1ℎ7.D [解析] 当开关接S 1时,由爱因斯坦光电效应方程eU 1=hν1-W 0,故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,故A 错误;若改用比ν1更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于U 1,故B 错误;其他条件不变时,使开关接S 2,是加速电压,又hν1>W 0,可发生光电效应,故电流表示数不为零,故C 错误;根据爱因斯坦光电效应方程eU 1=hν1-W 0,其中W 0=hνc ,联立解得,光电管阴极材料的截止频率为 νc =ν1-eU1ℎ,故D 正确.8.[2024·河北卷] 锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料.研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核反应方程为612C +11H→ 37Li+211H+X,式中的X 为 ( )A . 01nB . -10eC . 10eD . 24He8.D[解析] 根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒得,A=12+1-7-2×1=4,Z=6+1-3-2×1=2,则X为24He,D正确.9.[2024·湖南卷] 量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是()A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出C.康普顿研究石墨对X射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线部分D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性9.B[解析] 普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,并不连续,A错误;发生光电效应的条件是ν>νc,紫光的频率高于红光的频率,光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,则改用紫光照射也可以让电子从该金属表现逸出,B正确;石墨对X射线散射可知波的过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据p=ℎλ长应变长,所以散射后除了有与原波长相同的射线部分外,还有波长大于原波长的射线部分,C 错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,D错误.10.[2024·江西卷] 近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED),开创了国际上第三条LED技术路线.某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示,若能级差为2.20 eV(约3.52×10-19 J),普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则发光频率约为()A.6.38×1014 HzB.5.67×1014 HzC.5.31×1014 HzD.4.67×1014 Hz10.C[解析] 根据题意可知,辐射出的光子能量ε=3.52×10-19J,由ε=hν,解得频率ν≈5.31×1014 Hz,C正确.11.(多选)[2024·辽宁卷] X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器.用某一频率的X 光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X 光的强度,则( )A .该金属的逸出功增大B .X 光的光子能量不变C .逸出的光电子最大初动能增大D .单位时间逸出的光电子数增多11.BD [解析] 金属的逸出功是金属的自身固有属性,仅与金属自身有关,与照射光无关,所以增加此X 光的强度时,该金属逸出功不变,故A 错误;根据光子能量公式ε=hν可知,增加此X 光的强度时,由于光的频率不变,所以X 光的光子能量不变,根据爱因斯坦光电效应方程E k =hν-W 0可知,逸出的光电子最大初动能不变,故B 正确,C 错误;增加此X 光的强度时,单位时间照射到金属表面的光子变多,则单位时间逸出的光电子数增多,故D 正确.12.[2024·山东卷] 2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池.已知 3890Sr 衰变为 3990Y 的半衰期约为29年;94238Pu 衰变为 92234U的半衰期约87年.现用相同数目的 3890Sr 和 94238Pu 各做一块核电池,下列说法正确的是( )A . 3890Sr 衰变为 3990Y 时产生α粒子B . 94238Pu 衰变为 92234U 时产生β粒子C .50年后,剩余的 3890Sr 数目大于 94238Pu 的数目D .87年后,剩余的 3890Sr 数目小于 94238Pu 的数目12.D [解析] 由质量数守恒和电荷数守恒可知,3890Sr→3990Y +-10e ⇒β衰变,94238Pu→92234U +24He ⇒α衰变,A 、B 错误;由于 3890Sr 的半衰期小于 94238Pu 的半衰期,所以初始数目相同的两者经过相同时间后剩余的 3890Sr 数目小于 94238Pu 的数目,C 错误,D 正确.13.[2024·新课标卷] 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了2023年诺贝尔化学奖.不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光.现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是 ( )A .蓝光光子的能量大于红光光子的能量B .蓝光光子的动量小于红光光子的动量C .在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度D .蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率13.A [解析] 由于红光的频率小于蓝光的频率,则根据ε=hν可知,蓝光光子的能量大于红光光子的能量,根据p =ℎλ=ℎνc 可知,蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故A 正确,B 错误;由于红光的折射率小于蓝光的折射率,根据v =cn 可知,在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度,故C 错误;光从一种介质射入另一种介质中,其频率不变,故D 错误.14.[2024·浙江6月选考] 发现中子的核反应方程为 24He +49Be→X +01n,“玉免二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为 94238Pu →92234U+Y ,正确的是( ) A .核反应方程中的X 为 612C B .衰变方程中的Y 为 23He C .中子 01n 的质量数为零 D .钚238的衰变吸收能量14.A [解析] 根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒知X 的电荷数为6,质量数为12,故X 为 612C,A 正确;同理可知Y 应为 24He,B 错误;中子 01n 的质量数为1,C 错误;衰变过程中释放能量,D 错误.15.[2024·浙江6月选考] 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示,处于n =3能级的原子向低能级跃迁,会产生频率为ν31、ν32、 ν21的三种光,下标数字表示相应的能级.已知普朗克常量为h ,光速为c.正确的是 ( )A .频率为ν31的光,其光子动量为E 3-E 1ℎcB .频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能之差为hν32C .频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d 、双缝到屏的距离为l 的干涉装置,产生的干涉条纹间距之差为lcdν32D .若原子从n =3 跃迁至 n =4 能级,入射光的频率ν34'>E 4-E 3ℎ15.B [解析] 根据p =ℎλ,λ=c ν,可得频率为ν31的光其光子动量为p 31=ℎν31c =E 3-E 1c,A 错误.根据光电效应方程E km =hν-W 0,对于同一光电效应装置来说,逸出功W 0相同,两种光射入时逸出光电子最大初动能之差ΔE km =h Δν=h (ν31-ν21)=hν32,B 正确.根据双缝干涉条纹间距Δx =l dλ可知,两种光分别发生干涉时的条纹间距之差为Δx 21-Δx 31=l d(λ21-λ31)=l d (c ν21-c ν31)=lcd (1ν21-1ν31)=lcν32dν21ν31,C 错误.因为入射的是光子,所以跃迁时氢原子吸收的能量必为两能级的差值,则对应入射光的频率为ν34'=E 4-E 3ℎ,D 错误.16.(多选)[2024·浙江6月选考] 下列说法正确的是( ) A .中子整体呈电中性,但内部有复杂结构B .真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同C .增加接收电路的线圈匝数,可接收更高频率的电台信号D .分子间作用力从斥力变为引力的过程中,分子势能先增加后减少16.AB [解析] 中子整体呈电中性,但内部有复杂结构,由夸克组成,A 正确;根据光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同,B 正确;增加接收电路的线圈匝数,则线圈的自感系数增大,由f =2π√LC可知,接收电路的固有频率减小,可接收更低频率的电台信号,C错误;分子间作用力从斥力变为引力的过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减少后增加,D 错误.。

专题15 原子物理一．选择题（共12小题）1．（2022•浙江）图为氢原子的能级图。

大量氢原子处于n ＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。

下列说法正确的是（ ）A ．逸出光电子的最大初动能为10.80eVB ．n ＝3跃迁到n ＝1放出的光电子动量最大C ．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D ．用0.85eV 的光子照射，氢原子跃迁到n ＝4激发态2．（2021•浙江）据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为1.40×1015eV ，即（ ）A ．1.40×1015VB ．2.24×10﹣4C C ．2.24×10﹣4WD ．2.24×10﹣4J 3．（2022•温州二模）目前地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能。

如图所示，太阳能路灯的额定功率为P ，光电池系统的光电转换效率为η。

用P 0表示太阳辐射的总功率，太阳与地球的间距为r ，地球半径为R ，光在真空中传播的速度为c 。

太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，电池板接收太阳垂直照射的等效面积为S 。

在时间t 内（ ）A ．到达地球表面的太阳辐射总能量约为7P 0tR 240r 2 B ．路灯正常工作所需日照时间约为40πR 2Pt7P 0SηC ．路灯正常工作消耗的太阳能约为ηPtD ．因释放核能而带来的太阳质量变化约为10P 0t7c 24．（2021•浙江模拟）在匀强磁场中，静止的钚的放射性同位素Pu 衰变为铀核 94235U ，并放出α粒子，已知 94239Pu 、 92235U 和α粒子的质量分别为m Pu 、m U 和m α，衰变放出的光子的动量和能量均忽略不计，α粒子的运动方向与磁场相垂直，则（ ）A ．α粒子的动能为（m Pu ﹣m U ﹣m α）c 2B ．α粒子的动量为√2m α2(m Pu −m U −m α)c 2m α+m UC ． 92235U 与α粒子在磁场中的运动半径之比约为4：235D ． 92235U 与α粒子在磁场中的周期之比约为1.3：15．（2021•台州二模）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。

原子物理学考试试题及答案一、选择题1. 原子的最内层电子称为：A. 价电子B. 建筑电子C. 寄生电子D. 核电子答案：D2. 原子核由以下粒子组成：A. 质子和中子B. 质子和电子C. 电子和中子D. 电子和反电子答案：A3. 处于激发态的原子能通过放射射线来跃迁到基态，这种现象称为：A. 加速B. 衰变C. 俘获D. 减速答案：B4. 质子和中子的总数称为：A. 元数B. 核数C. 溶液D. 中性答案：B5. 薛定谔方程用于描述：A. 电子的运动B. 质子的运动C. 中子的运动D. 原子核的运动答案：A二、填空题1. 波尔模型中，电子在不同能级之间跃迁所产生的谱线称为________。

答案：光谱线2. 在原子核中不存在电子，否则将引起能量的________。

答案：不稳定3. 原子核的质子数称为原子的________。

答案：原子序数4. 核力是一种____________，它使质子和中子相互_________。

答案：强相互作用力，吸引5. 电子云代表了电子在空间中的________分布。

答案：概率三、简答题1. 什么是原子物理学？答案：原子物理学是研究原子及其结构、性质、相互作用原理以及与辐射的相互作用等的学科。

它主要探索原子的构成、原子核内的粒子、原子的能级结构、原子的光谱以及原子的物理性质等方面的知识。

2. 描述一下半导体材料的能带结构。

答案：半导体材料的能带结构是介于导体和绝缘体之间的一种情况。

它具有价带和导带两个能带，两者之间由能隙分隔。

在室温下，半导体材料的价带通常都被电子占满，而导带中几乎没有电子。

当外加电场或光照射时，价带中的电子可以跃迁到导带中，从而形成电流。

3. 解释原子的放射性衰变现象。

答案：原子的放射性衰变是指具有不稳定原子核的放射性同位素经过一系列放射性衰变过程，最终转化为稳定同位素的现象。

衰变过程中放出的射线包括α粒子、β粒子和γ射线。

这种衰变过程是由于原子核内部的质子和中子的改变导致了核内部的不稳定性，从而通过释放射线来恢复稳定。

完整版)原子物理学练习题及答案1、在电子偶素中，正电子与负电子绕共同质心运动。

在n=2状态下，电子绕质心的轨道半径等于2m。

2、氢原子的质量约为938.8 MeV/c2.3、一原子质量单位定义为原子质量的1/12.4、电子与室温下氢原子相碰撞，要想激发氢原子，电子的动能至少为13.6 eV。

5、电子电荷的精确测定首先是由XXX完成的。

特别重要的是他还发现了电荷是量子化的。

6、氢原子n=2.l=1与氦离子He+ n=3.l=2的轨道的半长轴之比为aH/aHe+=1/2，半短轴之比为bH/bHe+=1/3.7、XXX第一轨道半径是0.529×10-10 m，则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=2.12×10-10 m，半短轴b有两个值，分别是1.42×10-10 m，2.83×10-10 m。

8、由估算得原子核大小的数量级是10-15 m，将此结果与原子大小数量级10-10 m相比，可以说明原子核比原子小很多。

9、提出电子自旋概念的主要实验事实是XXX-盖拉赫实验和朗茨-XXX。

10、钾原子的电离电势是4.34 eV，其主线系最短波长为766.5 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1.19 eV。

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2P1/2 -。

2S1/2.13、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n。

l。

XXX表示，轨道角动量确定后，能级的简并度为2j+1.14、32P3/2 -。

22S1/2与32P1/2 -。

22S1/2跃迁，产生了锂原子的红线系的第一条谱线的双线。

15、三次电离铍（Z=4）的第一玻尔轨道半径为0.529×10-10 m，在该轨道上电子的线速度为2.19×106 m/s。

16、对于氢原子的32D3/2态，其轨道角动量量子数j=3/2，总角动量量子数J=2或1，能级简并度为4或2.20、早期的元素周期表按照原子量大小排列，但是钾K（A=39.1）排在氩Ar（A=39.9）前面，镍Ni（A=58.7）排在钴Co（A=58.9）前面。

《原子和原子核》典型题1．(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B.a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生p衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长2.(多选)下列说法中正确的是( )A. p衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C.一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D.卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型3.(多选)下列说法正确的是( )A.发现中子的核反应方程是4Be+2He f国+0nB.汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构C.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型D.要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值4.(多选)下列说法中正确的是( )A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B.a、P、Y射线比较，a射线的电离作用最弱C.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D.原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5.(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆孙在a粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应6.（多选）下列说法正确的是（）A.方程式赞U-204Th+2He是重核裂变反应方程B.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能C.P衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力7.（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量8.一重原子核衰变成a粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定8.自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系.如图所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po, 经历了次a衰变，次P衰变.9. （1）（多选）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：2He+174N f gO+l H,下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型B.实验中是用a粒子轰击氮核的C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒（2）为确定爱因斯坦的质能方程A E=A mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1 = 0.60 MeV的质子轰击静止的锂核7U,生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2=19.9 MeV,已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m =1.007 3 u、m a=4.001 5 u、m Li=7.016 0 u,求：①写出该反应方程；②通过计算说明A E=A mc2正确.(1 u= 1.660 6义10f kg)10．(1)(多选)关于天然放射现象，下列叙述正确的是( )A.若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小B.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生P衰变C.在a、|3、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.铀核(燹U)衰变为铅核(/Pb)的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变(2)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(6Li),发生核反应后生成氚核和a 粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与a粒子的速度之比为7：8,中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.①写出核反应方程；②求氚核和a粒子的速度大小；③若核反应过程中放出的核能全部转化为a粒子和氚核的动能，求出质量亏损.11.(1)下列说法正确的是()A. P射线的穿透能力比Y射线强B.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C.雷Bi的半衰期是1小时，质量为m的超Bi经过3小时后还有6m没有衰变D.对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变(2)氢原子的能级如图所示.氢原子从n = 3能级向n =1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV;用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV.n.㈤足V«--- ------ 04----------------- 0.853----------------- -L5I2------------------- 3A1----------------- 13,6(3)—静止的铀核(燹U)发生a衰变转变成钍核(Th),已知放出的a粒子的质量为m,速度为v0,假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和钍核的动能.①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损.(已知光在真空中的速度为如不考虑相对论效应)《原子和原子核》典型题参考答案1．解析：选AC.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；a粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项B错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，B衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1，即原子序数增加，故C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项D错误.2．解析：选BD.P衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n= 3的激发态跃迁到基态时，能辐射03 = 3种不同频率的光子，而一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C 选项错误；卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确.3．解析：选ACD.发现中子的核反应方程是4Be + 4He - i62C + 0n，选项A正确；汤姆孙发现了电子，说明原子有复杂的结构，选项B错误；卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项C正确；要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值，即超过这种金属的极限频率，选项D 正确．4．解析：选AC.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，A正确；a、区Y三种射线电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，B错误；根据公式c 二人可得光的波长越短，频率越大，根据公式E=hv可得频率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的正电荷都集中在原子核里，绝大部分质量在原子核里，不是全部质量，D错误.5．解析：选BD.根据爱因斯坦光电效应方程E k= hv - %可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，选项A错误；核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，选项B正确；原子核式结构模型是由卢瑟福在a粒子散射实验基础上提出的，选项C错误；太阳内部发生的核反应是聚变反应，属于热核反应，选项D正确.6．解析：选BCD.方程式赞U-204Th+ g He的反应物只有一个，生成物有g He , 属于a衰变，选项A错误；由原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；B衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的（0n-]H+ 01 e）,选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起（斥力），又相距一定距离组成原子核（引力），选项D正确.7．解析：选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核衰变时释放能量，从能量守恒的角度可以理解，要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，铯原子核（甯Cs）的比结合能与铅原子核（208Pb）的比结合能差不多，但铯原子核。

普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]波粒二象性原子结构原子核检测题一、选择题（每小题4分，共54分。

在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。

全部选对的得4分，错选或不选得0分。

）1．卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是（）A．解释α粒子散射现象B．用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小C．结合经典电磁理论，解释原子的稳定性D．结合经典电磁理论，解释氢原子光谱2．光电效应的规律关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是（）A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应3．放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）A．a射线，b射线，g射线B．g射线，b射线，a射线，C．g射线，a射线，b射线D．b射线，a射线，g射线4．在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（）图1A ．光的折射现象、偏振现象B ．光的反射现象、干涉现象C ．光的衍射现象、色散现象D ．光电效应现象、康普顿效应5．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中（ ）Ａ.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 Ｂ.原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 Ｃ.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小Ｄ.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大 6．关于光的波粒二象性的理解正确的是 （ ）A ．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B ．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C ．高频光是粒子，低频光是波D ．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著7．如图1所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（ ）A. 入射光太弱；B. 入射光波长太长；C. 光照时间短；D. 电源电压太低8．用波长为1λ和2λ的单色光A 和B 分别照射两种金属C 和D 的表面。

高二物理原子物理试题答案及解析1.下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是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也是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子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【答案】AB【解析】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，选项A正确；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也是不连续的，选项B正确；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了原子核式结构，选项C错误；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，选项D错误；故选AB【考点】考查原子物理点评：本题难度较小，实际上本题算是一个物理史实问题，对物理史实问题要注意积累和记忆2.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（）A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动【答案】AC【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．故A正确，B错误．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故C正确，D错误．故选AC．【考点】本题考查的是学生读图的能力，点评：只要认真分析是较为容易的找出答案的．3.下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是（）A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率太小D．按照波尔理论，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，原子总能量增加【解析】卢瑟福的a粒子散射实验说明原子具有核式结构，A错；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，B错；4.下列说法正确的有( )A．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路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，α射线的电离能力最强D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象,说明玻尔提出的原子定态概念是错误的【答案】AC【解析】由于原子光谱是线状谱，而不是经典电磁理论认为的连续谱，因此否定了卢瑟福的核式结构模型，鼓励人们进一步探索新的原子结构A项正确。

原⼦物理试题精选及答案“原⼦物理”练习题1.关于原⼦结构和核反应的说法中正确的是（ABC ）A .卢瑟福在α粒⼦散射实验的基础上提出了原⼦的核式结构模型B .天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中⼀定不偏转的是γ射线C .据图可知，原⼦核A 裂变成原⼦核B 和C 要放出核能D .据图可知，原⼦核D 和E 聚变成原⼦核F 要吸收能量2.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 ．⑴⑷B ．⑵⑷C ．⑵⑶D ．⑴⑶3.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4.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 2B ．250(4m p —m a —2m e )Nc 2C ．500(4m p —m a —2m e )Nc 2D ．1000(4m p —m a —2m e )Nc 25.⼀个氘核（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 42B .放出能量，⽣成的新核是e H 42C .吸收能量，⽣成的新核是He 32D .放出能量，⽣成的新核是He 326.⼀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7.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22-Z ②核Y 与α粒⼦在磁场中运动的轨道半径之⽐为22-Z ③此衰变过程中的质量亏损为1m -2m -3m ④此衰变过程中释放的核能为40-A AE A .①②④ B.①③④ C .①②③ D .②③④8.氢原⼦发出a 、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所⽰，若a 光是由能级n =4向n =1跃迁时发出时，则b 光可能是（A ）A ．从能级n =5向n =1跃迁时发出的B ．从能级n =3向n =1跃迁时发出的C ．从能级n =5向n =2跃迁时发出的D ．从能级n =3向n =2跃迁时发出的9.通过研究发现：氢原⼦处于各定态时具有的能量值分别为E 1=0、E 2=10.2eV 、E 3=12.1eV 、E 4=12.8eV ．若已知氢原⼦从第4能级跃迁到第3能级时，辐射的光⼦照射某⾦属，刚好能发⽣光电效应．现假设有⼤量处于n=5激发态的氢原⼦，则其在向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光⼦中，可使该⾦属发⽣光电效应的频率种类有（C ）A 、7种B 、8种C 、9种D 、10种10.太阳的能量来源于轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电⼦，由表中数据可以计算出该核聚变反应过程中释放的能量为（取1u = 16×10-26 kg ）（B ） A .4.4×10-29 J B .4.0×10-12JC .2.7×10-12 JD .4.4×10-23 J11.已知氢原⼦的能级规律为E n =1n2 E 1 (其中E 1= -13.6eV ，n =1，2，3，…)．现⽤光⼦能量介于10eV ～12.9eV 范围内的光去照射⼀群处于最稳定状态的氢原⼦，则下列说法中正确的是（BD ）A .照射光中可能被吸收的光⼦能量有⽆数种B .照射光中可能被吸收的光⼦能量只有3种C .可能观测到氢原⼦发射不同波长的光有3种D .可能观测到氢原⼦发射不同波长的光有6种12.下列核反应和说法中正确的是(BD )A .铀核裂变的核反应是:n Kr Ba U 10923614156235922++→ B .若太阳的质量每秒钟减少4.0×106吨，则太阳每秒钟释放的能量约为3.6×1026JC .压⼒、温度对放射性元素衰变的快慢具有⼀定的影响D .在α粒⼦散射的实验中，绝⼤多数α粒⼦⼏乎直线穿过⾦箔，这可以说明⾦原⼦内部绝⼤部分是空的13.如图所⽰为氢原⼦的能级⽰意图，⼀群氢原⼦处于n =3的激发态，在向较低能级跃b迁的过程中向外发出光⼦，⽤这些光照射逸出功为2.49eV 的⾦属钠，下列说法中正确的是（D ）A .这群氢原⼦能发出三种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =2所发出的光波长最短B .这群氢原⼦能发出两种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =1所发出的光批；频率最⾼ C .⾦属钠表⾯所发出的光电⼦的初动能最⼤值为11.11eVD .⾦属钠表⾯所发出的光电⼦的初动能最⼤值为9.60eV14.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：C He He He 126424242→++，那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产⽣的。