最新原子物理学期末考试模拟试卷B共100分

《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。

2020～2021学年度第一学期《原子物理学》期末试卷课程代码：试卷编号：考试日期：年月日答题时限：120分钟考试形式：闭卷笔试得分统计表：题号得分一二三四五一、单项选择题（每题2分，共20分）得分1.电子在氢原子中运动时，其轨道是：（）A.连续的B.分立的C.圆形的D.椭圆形的2.氢原子光谱的特征是：（）A.连续谱B.分立谱C.红外谱D.紫外谱3.根据玻尔理论，电子在氢原子中从一个能级跃迁到另一个能级时，可能发射或吸收：（）A.任何频率的光子B.特定频率的光子C.任何波长的光子D.特定波长的光子4.卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子结构的哪个重要结论？（）A.电子的轨道是圆形的B.原子核是由质子和中子组成的C.原子的绝大部分质量和正电荷集中在一个很小的核上D.原子中的电子在特定的轨道上运动5.在德布罗意波理论中，电子的波长与其动量之间的关系是（）：A.波长与动量成正比B.波长与动量成反比C.波长与动量的平方成正比D.波长与动量的平方成反比6.在光电效应中，入射光的频率增加，光电子的最大初动能将：（）A.减小B.增加C.不变D.无法确定7.下列哪个陈述是康普顿效应的直接证据？（）A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光子与电子之间没有相互作用D.光子与电子之间的相互作用可以忽略不计8.关于玻尔原子模型的假设，以下哪项是正确的？（）A.原子中的电子可以在任何半径的轨道上运动B.原子中的电子只能在特定的、分立的轨道上运动C.原子中的电子可以在任何半径的轨道上运动，但只能吸收特定频率的光子D.原子中的电子只能在特定的、分立的轨道上运动，但可以发射任何频率的光子9.根据玻尔理论，氢原子从基态跃迁到激发态时，氢原子会：（）A.发射光子，能量减小B.吸收光子，能量增加C.既不发射也不吸收光子，能量不变D.发射或吸收光子，能量变化取决于跃迁的具体能级10.在量子力学的框架下，电子在原子中的排布遵循：（）A.能量守恒定律B.不确定性原理C.泡利不相容原理D.玻尔对应原理二、填空题（每题2分，共20分）得分1.原子由位于中心的__________和核外绕核运动的__________组成。

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.3PO ; B.3P2; C.3S1; D.1SO.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）.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l的简并消除. 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AZX衰变为子核Y的电子俘获过程表示（）。

原子物理学试题及答案原子物理学试题及答案(一) 光子、微观粒子(如质子、中子、电子等)既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，其运动方式显示波动性，与实物相互作用时又显示粒子性。

爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意物质波假说分别说明了光的粒子性和微粒的波动性。

光电效应现象历来都是高考考察的重点。

例1、(江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的____也相等A、速度B、动能C、动量D、总能量解析：根据可知，波长相等时，微粒的动量大小相等。

答案：C例2、(上海卷)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )A、锌板带负电B、有正离子从锌板逸出C、有电子从锌板逸出D、锌板会吸附空气中的正离子解析：光电效应是指在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，所以产生光电效应，指有电子从锌板逸出。

答案：C例3、(北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。

强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。

光电效应实验装置示意如图。

用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极k，则发生了光电效应;此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W 为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)A、B、C、D、解析：这是一道考查学生迁移能力的好题，题目立意新颖，紧贴现代技术。

依题意，设电子吸收n个激光光子的能量发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程有：，当反向电压为U时，光电流恰好为零，根据功能关系有：，两式联立，得：;又由“用频率为的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应”可知，，故只有B选项正确。

原⼦物理学试题⼤全临沂师范学院物理系原⼦物理学期末考试试题（A卷）⼀、论述题25分，每⼩题5分）1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。

1．原理：加速电⼦与处于基态的汞原⼦发⽣碰撞⾮弹性碰撞，使汞原⼦吸收电⼦转移的的能量跃迁到第⼀激发态。

处第⼀激发态的汞原⼦返回基态时，发射2500埃的紫外光。

（3分）结论：证明汞原⼦能量是量⼦化的，即证明玻尔理论是正确的。

（2分）2．泡利不相容原理。

2．在费密⼦体系中不允许有两个或两个以上的费密⼦处于同⼀个量⼦态。

（5分）3．X射线标识谱是如何产⽣的？3．内壳层电⼦填充空位产⽣标识谱。

（5分）4．什么是原⼦核的放射性衰变？举例说明之。

4．原⼦核⾃发地的发射射线的现象称放射性衰变，（4分）例⼦（略）（1分）5．为什么原⼦核的裂变和聚变能放出巨⼤能量？5．因为中等质量数的原⼦核的核⼦的平均结合能约为⼤于轻核或重核的核⼦的平均结合能，故轻核聚变及重核裂变时能放出巨⼤能量。

（5分）⼆、（20分）写出钠原⼦基态的电⼦组态和原⼦态。

如果价电⼦被激发到4s态，问向基态跃迁时可能会发出⼏条光谱线？试画出能级跃迁图，并说明之。

⼆、（20分）（1）钠原⼦基态的电⼦组态1s22s22p63s；原⼦基态为2S1/2。

（5分）（2）价电⼦被激发到4s态向基态跃迁时可发出4条谱线。

（6分）（3）依据跃迁选择定则10,j 1,±=?±?＝l （3分）能级跃迁图为（6分）三、（15分）对于电⼦组态3p4d ，在LS 耦合时，（1）写出所有可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这⼀电⼦组态⼀共分裂出多少个能级？（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？三、（15分）（1）可能的原⼦态为1P 1，1D 2，1F 3；3P 2，1，0，3D 3，2，1，3F 4，3，2。

（7分）（2）⼀共条60条能级。

（5分）（3）同⼀电⼦组态形成的原⼦态之间没有电偶极辐射跃迁。

（3分）四、（20分）镉原⼦在1D 2→1P 1的跃迁中产⽣的谱线波长为6438埃。

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)。

2023原子物理学试题及答案2023原子物理学试题及答案(一)人类对原子结构的认识，经历了汤姆孙的“枣糕”模型、卢瑟福的核式结构模型、玻尔模型再到量子模型的过程，其中粒子散射实验是卢瑟福提出核式结构模型的实验基础，这个实验中，用粒子轰击金箔，发现有1/8000的粒子发生了大角度偏转，对这一实验事实的细致考察，终于使卢瑟福认识到，原子是由原子核和核外电子构成的，并且原子核占据了原子几乎所有的质量和全部正电荷，但原子核的核的半径只为原子半径的十万分之一。

例1、(福建卷)在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。

(填选图下方的字母)解析：粒子带正电，因此其靠近原子核时，会受到原子核对它的斥力作用，根据曲线运动合力和轨迹弯曲方向的关系，合力总是指向轨迹的凹侧，可判定C 选项正确。

答案：C例2、(重庆卷)如图所示，高速运动的粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M 点离核更远，则( )A、粒子在M点的速率比在Q点的大B、三点中，粒子在N点的电势能最大C、在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低D、粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功解析：本题以粒子散射实验为背景，考查带电粒子在点电荷电场中的运动。

粒子带正点，在重核的电场中，离重核越近，电势能越大，动能越少，故A、D 错误，B正确。

正电荷的电场中，离电荷越远，电势越低，故C错误。

答案：B2023原子物理学试题及答案(二)光子、微观粒子(如质子、中子、电子等)既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，其运动方式显示波动性，与实物相互作用时又显示粒子性。

爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意物质波假说分别说明了光的粒子性和微粒的波动性。

光电效应现象历来都是高考考察的重点。

例1、(江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的____也相等A、速度B、动能C、动量D、总能量解析：根据可知，波长相等时，微粒的动量大小相等。

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。

高考物理复习原子物理学题100题ＷＯＲＤ版含答案一、选择题1.下列说法正确的是:A. β,γ射线都是电磁波B. 原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量，C. 在LC振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小D. 处于n=4激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子2.下列说法正确的是______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热核反应C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期不发生改变3.(多选)下列说法正确的是______。

（填正确答案标号。

选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．太阳辐射能量与目前采用核电站发电的能量均来自核聚变反应B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，能辐射6种不同频率的光子D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小E. 康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明粒子具有波动性4.如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠。

下列说法正确的是（ )A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C. 能发生光电效应的光有三种D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV5.2017年11月17日，“中国核潜艇之父”----黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应说法错误的是（ )A. 目前核潜艇是利用重核裂变提供动力B. 重核裂变反应前后一定有质量亏损C. 式中d=2D. 铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小6.下列说法正确的是A. 某种放射性元素的半衰期为T,则这种元素的12个原子核在经过2T时间后，这些原子核一定还有3个没有发生衰变B. 根据爱因斯坦的光电效应方程E K=hv一W，若频率分别为和 (<)的光均能使某种金属发生光电效应，则频率为的光照射该金属时产生的光电子的初动能一定比频率为的光照射该金属时产生的光电子的初动能更大C. 氢原子由高能级向低能级跃迁时，从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有4种光子能使该金属发生光电效应D. 放射性元素发生β衰变时，放射性元素的原子放出核外电子，形成高速电子流一一即β射线。

喀什大学《原子物理学》2021-2022学年第一学期期末试卷考试课程：原子物理学考试时间：120分钟专业：物理学总分：100分---一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪个不是构成原子的基本粒子？A. 电子B. 质子C. 中子D. 光子2. 原子的质量数等于：A. 质子数B. 电子数C. 质子数加上中子数D. 电子数加上中子数3. 原子核的直径与整个原子的直径相比，大约是：A. 10倍B. 100倍C. 1000倍D. 10000倍4. 下列哪个元素在自然界中最为丰富？A. 氢B. 氦C. 碳D. 氧5. 原子核中质子和中子的数量比例约为：A. 1:1B. 1:2C. 1:3D. 1:46. 电子云描述的是：A. 电子的轨道B. 电子的运动轨迹C. 电子的运动方向D. 电子的速度7. 原子的量子数包括：A. 主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数B. 电子数、质子数、中子数、核子数C. 质量数、电子数、中子数、自旋量子数D. 壳层数、能级数、轨道数、电子数8. 原子中的电子在轨道上的能量与以下哪个因素有关？A. 电子的质量B. 电子的速度C. 电子与原子核的距离D. 电子的电荷9. 原子核中的中子数量可由以下元素的原子序数推算得到：A. 氢B. 氦C. 锂D. 铍10. 下列哪个元素的原子结构与其他不同？A. 氢B. 氦C. 锂D. 氖---二、判断题（每题2分，共20分）11. 原子核中的质子和中子数量比例是1:1。

（）12. 原子核的直径与原子的直径相比，约为1000倍。

（）13. 电子云描述的是电子在轨道上的运动轨迹。

（）14. 原子的量子数包括主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数。

（）15. 原子中的电子在轨道上的能量与电子的速度成正比例关系。

（）16. 原子核中的中子数量可以由元素的原子序数推算得到。

（）17. 原子核中的质子和中子数量之和等于原子的质量数。

（）18. 原子核中的质子和中子数量比例在不同元素中是相同的。

皖西学院近代物理期末考试试卷答案(共100分)一．选择题(共10题, 共有30分,每题为3分 ) 1.C 2.A 3.C 4.B 5.A 6.B 7.A 提示：g h B ==⨯⨯⨯⨯⨯=--νμB 662610168109274100815341024..... 8.B提示：Z A n X H N Y 11715*Z A ''+→→+10A =15-1=14 , Z=7-1=6 , 这是614C 。

A '=15-1=14 , Z '=7-0=7 , 这是714N 。

故应选B 。

9.C 10.C二．填空题(共8题, 共有32分 )1.2 （1分）； 0.927⨯10-23J 或5.79⨯10-5eV (4分) 。

----(5分)2.原子的有效磁矩是原子的总磁矩在总角动量方向上的投影。

----(3分)3.在同一原子中不能有两个或两个以上的电子处于同一状态（或：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的n l m m l s ,,,四个量子数）(3分)；费米(1分); 玻色(1分)。

----(5分)4.±1（1分）；0，±1（0→0除外）（2分）。

----(3分)5.0.66----(5分)6.非极性；极性。

（每空1.5分）----(3分)7.穆斯堡尔 (1.5分)； 穆斯堡尔效应 (1.5分)。

----(3分)8.2.8⨯10-10米。

----(5分)三．计算题(共4题, 共有38分 ) 1.解::由于2p 5与2p 1互补，故1s 22s 22p 5形成的谱项与1s 22s 22p 1是相同的, 所以题中的电子组态转化为1s 22s 22p 13p 1。

(5分)原子态由2p 13p 1决定，l 1=l 2=1, s 1=s 2=1/2, 在L-S 耦合下有：L ＝2,1,0; S ＝1,0; 可形成的原子态为 3S 1, 3P 2, 1, 0, 3D 3, 2, 1，1S 0，1P 1，1D 2 (5分)----(10分)2.解:：可能的原子态 （3分） 4s4s ：10S ； 4s4p ：11P 、32,1,0P ； 4s5s ：1S 0，3S 1 能级跃迁图 （5分）----(8分)3.解::利用布拉格条件,可得sin θ=n d n n λ20178922020388043879=⨯⨯=.... (4分)可取 n =1,2, 于是有θ1262=o "和θ26121=o ". (2分)对上式取微分, 可得: cos θ d θ=.2d dn λ(2分) 在将λθsin 2=d n 代入上式,即得：d θ=tan θ .d λλ (2分)按题意,要求波长最后一位数字精确, 即要求 d λλ≈⨯-2105因此θ的精确度分别为"04.0和.13.0" (2分)----(12分)4.解:：∆E = R He hcZ 2[1/12 - 1/32] = 13.6⨯4⨯8/9 = 48.36eV (3分)当E k ≥∆E 时, 其中E k = 12m e V 2, 能使He +激发到第二激发态 (2分)V min = (2∆E /m e ) 1/2 = (2⨯48.36/(0.511⨯106)) 1/2⨯3⨯108 = 4.13⨯106m ⋅s -1 (3分)----(8分)4s5s 4s4p4s4s1S 01S03S 13P 03P 13P 21P 1。

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。

近代物理期末考试试卷(共100分)姓名:_________ 学号:_________ 成绩:_________一．选择题(共10题, 共有28分 )d 1.碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生:A. 相对论效应;B. 原子实极化;C. 价电子的轨道贯穿;D. 价电子自旋与轨道角动量相互作用。

B 2.当氦离子至少处于如下温度时，其巴耳末系才会在吸收谱中有相当的份量（当T =300K 时，k B T ≈1/40eV ）A. 103K ；B. 105K ；C. 107K ；D. 109K 。

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

3 4.某原子的两个等效d 电子组成原子态1G 4、1D 2、1S 0、3F 4, 3, 2和3P 2, 1, 0，则该原子基态为：A. 1S 0；B. 1G 4;C. 3F 2；D. 3F 4 。

3 5.由状态2p3p 3P 到2s2p 3P 的辐射跃迁： 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。

3 6.某原子中三个未满支壳层的电子分别处于s 、p 、d 态，则该原子可能有的原子态数应是：A. 7；B. 8；C. 17；D. 18。

1 7.对氢原子,考虑精细结构之后,其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为: A. 2条; B. 3条; C. 5条; D. 不分裂。

4 8.卢瑟福由α粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是： A. 普朗克能量子假设; B. 爱因斯坦的光量子假设; C. 狭义相对论; D. 经典理论。

9.原子中轨道磁矩μL 和轨道角动量L 的关系应为 :3 A .;μL e e m =L B .;μL e e m =2L C .;μL eem =-2L D ..μL e e m =-L 。

原子物理学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 原子物理学是研究（）的科学。

A. 原子核内部结构B. 原子核外电子的运动规律C. 原子核和核外电子的运动规律D. 原子核内部结构和核外电子的运动规律答案：D2. 原子物理学中，下列哪个量不是量子化的？（）A. 能量B. 动量C. 角动量D. 质量答案：D3. 根据玻尔模型，氢原子的能级是（）。

A. 连续的B. 分立的C. 随机的D. 无规律的答案：B4. 电子云模型中，电子在空间中出现的概率密度与下列哪个量有关？（）A. 电子的动能B. 电子的势能C. 电子的总能量D. 电子的角动量答案：C5. 根据泡利不相容原理，一个原子轨道中最多可以容纳（）个电子。

A. 1B. 2C. 3D. 4答案：B6. 原子物理学中，下列哪个量是守恒的？（）A. 能量B. 动量C. 角动量D. 所有选项答案：D7. 原子物理学中，下列哪个现象不能用经典物理学解释？（）A. 光电效应B. 光的折射C. 光的反射D. 光的干涉答案：A8. 原子物理学中，下列哪个现象是量子化的？（）A. 原子的振动B. 原子的转动C. 原子的电子跃迁D. 原子的平动答案：C9. 原子物理学中，下列哪个量是矢量？（）A. 质量B. 能量C. 动量D. 角动量答案：C10. 原子物理学中，下列哪个量是标量？（）A. 质量B. 能量C. 动量D. 角动量答案：B二、填空题（每题2分，共20分）11. 原子物理学中，电子的轨道量子数用______表示。

答案：n12. 根据玻尔模型，氢原子的能级公式为E_n = -13.6 eV / n^2，其中n是______量子数。

答案：主量子数13. 原子物理学中，电子的自旋量子数用______表示。

答案：s14. 原子物理学中，电子的磁量子数用______表示。

答案：m_l15. 原子物理学中，电子的自旋磁量子数用______表示。

答案：m_s16. 原子物理学中，电子的轨道角动量量子数用______表示。

原子物理学期末复习§原子结构1、 原子模型（1）汤姆孙模型：实验：β射线 西瓜模型（2）卢瑟福模型：实验：α粒子散射库仑散射公式：a b=cot 22θ，21204Em Z Z e a r πε== m r 是入射粒子可接近原子核的最小距离理论：核式模型：意义：描绘了原子内部结构困难：无法解释原子的稳定性，同一性和再生性2、 波尔理论：实验：光电效应：量子解释氢光谱：波数：1νλ≡%n 221211=R (-）n n 巴尔末系1n =1,2… ,2n =1n +1… 莱曼系：1n =1, 2n =2,3…弗兰克-赫兹实验：证明原子内部能量是量子化的碱金属原子光谱：轨道在原子实中贯穿和原子实的极化理论：定态假设频率条件(跃迁假设)：n n hv E E '=- 2n R c h E n =- 氢基态：013.6E eV =-角动量量子化：L n mvr ==h§电子-轨道自旋1、 电子自旋（1） 实验验证：施恩-盖拉赫实验证明了：空间量子化的事实；电子自旋假设的正确，s=1/2;电子自旋磁矩数值的正确s,z B μμ=±，2s g =碱金属双线 碱金属能级分裂的原因是：自旋-轨道相互作用反常塞曼效应证明了：电子不是点电荷，它除了轨道角动量外，还有自旋运动。

正常塞曼效应和反常塞曼效应产生差别的原因是：电子自旋。

（2） 理论：角动量磁矩关系：2e L mμ=-u r u r量子表达式：j B j μμ=，j,z B j j m g μμ=-，2B ee m μ=h角动量量子化：L = z z L m =h 0,1l m l =±⋅⋅⋅± P155图18.3轨道角动量矢量模型自旋假设：S =u r s=12 12z s =±h 朗德g 因子: 222ˆˆ31()ˆ22j s l g j-=+ 2ˆ(1)s s s =+ 2、 泡利原理（1） 实验：氦光谱有两套光谱：单一态和三重态（早先认为氦有正氦和仲氦）（2） 理论：泡利不相容原理：在一个原子中不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的（n,l ,m l ,s m ）即原子中的每一个状态只能容纳一个电子。

原子物理学期末自测题1、原子半径得数量级就是:A.10-1０cm; Ｂ、10-8m C、10-10ｍＤ、10-13ｍ2、原子核式结构模型得提出就是根据α粒子散射实验中:Ａ、绝大多数α粒子散射角接近180°Ｂ、α粒子只偏差２°～3°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3、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：Ａ、原子不一定存在核式结构Ｂ、散射物太厚Ｃ、卢瑟福理论就是错误得D、小角散射时一次散射理论不成立4、用相同能量得α粒子束与质子束分别与金箔正碰,测量金原子核半径得上限、试问用质子束所得结果就是用α粒子束所得结果得几倍？A、１/４B、1/2C、1 Ｄ、2=40kｅV得α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距5、动能ＥＫ离为(m):Ａ、5、９ B、3、0 Ｃ、５、9╳1０-12 D、5、９╳1０-146、如果用相同动能得质子与氘核同金箔产生散射，那么用质子作为入射粒子测得得金原子半径上限就是用氘核子作为入射粒子测得得金原子半径上限得几倍?A、2B、1/2 Ｃ、1 D 、47、在金箔引起得粒子散射实验中,每1000０个对准金箔得粒子中发现有４个粒子被散射到角度大于5°得范围内、若金箔得厚度增加到4倍,那么被散射得粒子会有多少?Ａ、１６ B、8 Ｃ、４ D、28、在同一粒子源与散射靶得条件下观察到粒子被散射在9０°与60°角方向上单位立体角内得粒子数之比为:A．4:１ B、：2 C、1：4 Ｄ、1:89、在粒子散射实验中,若把粒子换成质子,要想得到粒子相同得角分布，在散射物不变条件下则必须使:A.质子得速度与粒子得相同; Ｂ．质子得能量与粒子得相同;C.质子得速度就是粒子得一半;D.质子得能量就是粒子得一半１0、氢原子光谱莱曼系与巴耳末系得系线限波长分别为：Ａ、Ｒ/4 与R／9 B、Ｒ与Ｒ/4 Ｃ、4／R 与9／R Ｄ、1/R 与4/R １1、氢原子基态得电离电势与第一激发电势分别就是:A．1３、6V与1０、2Ｖ;B、–13、6V与-10、２V;C、１3、６V 与3、４V;Ｄ、–13、6V与-3、４V12、由玻尔氢原子理论得出得第一玻尔半径得数值就是:Ａ、5、２9×１0-10m B、0、５2９×10-10m Ｃ、５、29×10-12ｍD、529×10-１2ｍ电子得动能为1eV，其相应得德布罗意波长为1、2２nm。