原子物理学试卷及答案

原子物理学试卷及答案

【篇一：原子物理单元测试卷(含答案)】

/p> 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 （ ）

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．?射线，?射线，?射线 c．?射线，?射线，?射线

b．?射线，?射线，?射线， d．?射线，?射线，?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（）

a．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Ａ.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 Ｂ.Ｃ.

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（ ）

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．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，低频光是波的粒子性显著

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

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（ ）

图1 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

10．要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．有关电子显微镜的下列说法正确的是（ ）

a．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射b．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射c．它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射d．它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射

11．14c是一种半衰期为5 730年的放射性同位素．若考古工作者探测到某古木中14c的含量

1

()

4

a．22 920年 b．11 460年 c．5 730年 d．2 865年

43030

13．现有核反应方程为2713al＋2he→15p＋x，新生成的15p具有放射性，继续发生衰变，核反应

30

)

14.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为

1121311512

1h＋6c→7n＋q1 1h＋7n→6c＋x＋q2

方程中q1、q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：

3

a．x是2he，q2q1 b．x是42he，q2q1

3

c．x是2he，q2q1 d．x是42he，q2q1

15．如图2所示，n为钨板，m为金属网，它们分别与电池两极相连，电池的电动势e和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 ev，现分别用氢原子跃迁发出的能量不同的光照射钨板，下列判断正确的是()

图2

a．用n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光照射，n板会发出电子

b．用n＝2能级跃迁到n＝1能级发出的光照射，n板会发出电子 c．用n＝3能级跃迁到n＝1能级发出的光照射，不会有电子到达金属网m d．用n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光照射，不会有电子到达金属网m

16.2006年3月24日，由中国自行研究、设计的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克east核聚变实验装置(又称“人造太阳”)，如图3所示，已成功完成首次工作调试．由于它和太阳产生能量的原理相同，都是热核聚变反应，所以被外界称为“人造太阳”．“人造太阳”的原理就是在这台装置的真空室内加入少量氢的同位素氘和氚，使其在一定条件下发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量．核聚变的主要原料是氘和氚，在海水中含量极其丰富．则下列说法中错．误．的是()

341

a．“人造太阳”的核反应方程是21h＋1h→2he＋0n

图3

d．与这种热核聚变比较，核裂变反应堆产生的废物具有放射性

二、填空题。本题共3小题，共24分．把答案填在题中的横线上．17．（8分）现有三个核反应：

24

①2411na→12mg＋____；

114192②23592u＋0n→56ba＋36kr＋____；

34

③21h＋1h→2he＋____．

18．（8分）如右图4所示，一验电器与锌板相连，在a处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角。针偏角将

（1）现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指

（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针 “有”或“无”）偏转。

19. （4分）如右5图所示为氢原子的能级图．用大量能量为

（填

图

4

12.76 ev的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最多包含有 种不同波长的光波。

图5 20．（4分）放射性元素的原子核在?衰变或?衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着__ ______辐射。已知a、b两种放射性元素的半衰期分别为t1和t2，t＝t1?t2时间测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比ma：mb＝_________。

三、计算题。本题共4小题，40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，答案中必须明确写出数值和单位。

21．（8分）已知金属铯的逸出功为1.9ev，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大功能为1.0ev，入射光的波长应为多少米？

23. （12分）一个静止的铀核 4.002 6 u)后衰变成钍核

－27

228

90

232

92

kg，1 u相当于931.5 mev的能量)

①写出铀核的衰变反应方程； ②算出该衰变反应中释放出的核能；

【篇二：原子物理学试题汇编】

txt>试卷 Ａ(聊 师)

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 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.（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（）。

10．按相互作用分类，?粒子属于（ ）类.

三、问答题（共10分）

1.（4分）玻尔氢原子理论的定态假设.

2．（3分）何谓莫塞莱定律？

3．（3分）原子核反应的三阶段描述.

四、计算题（50分）

1．（10分）一个光子电离处于基态的氢原子，被电离的电子重新和质子结合成处于第一激发态的氢原子，同时放出波长为626埃的光子.求原入射光子的能量和自由电子动能. 2．（10分）钠原子3s和3p谱项的量子亏损分别为1.373和0.883. 试确定钠原子的电离能和第一激发电势. （r=109735cm-1）

3．（10分）试讨论钠原子漫线系的一条谱线（2d3/2→2p1/2）在弱磁场中的塞曼分裂，作出能级分裂跃迁图.

22224．（10分）11na的半衰期为2.6年.试求:(1)平均寿命和衰变常数;(2)5mg11na减少到1mg

需要多长时间?(ln10=2.303,ln2=0.693)

5．(10分)试计算中子与17

8o核发生(n,2n)反应的反应能和阈能.

1615(m(17

8o)=16.999130u,m(8o)=15.994915u,m(8o)=15.003071u,mn=1.008665u)

试 卷 b (聊 师)

1. ?粒子以速率v0对心碰撞电荷数为z的原子核，?粒子所能达到的离核的最小距离等于多少？

2．根据玻尔—索末菲理论，氢原子的主量子数n=3时，电子可能有几种不同形状的轨道，它们相应的轨道角动量，能量是否相等？

3. 单电子原子关于l ，j的电偶极跃迁定则是什么？

4．基态为4f3/2的钒原子，通过不均匀横向磁场将分裂为几束？基态钒原子的有效磁矩?j等于多少玻尔磁子?b?

5．试求出磷（p,z=15）.氯(cl,z=17)原子基态电子组态和基态谱项.

?6．d电子与s电子间为ls耦合，试求出可能合成的总轨道角动量pl大小.

二、1．假定1h36cl分子的转动常数b=10.7cm-1，试计算最低的两个转动能级的能量(hc=12400ev?a)

2．已知59co的原子基态光谱项（仅与核外电子有关）为4f9/2，原子谱项的超精细结构分裂0