兰州大学考研《原子核物理》 2015-2017真题

原子物理一、单选题(本大题共21小题，共84.0分)1. 不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象．已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图线画在同一个坐标中，以实线表示钨、虚线表示锌，则下图中能正确反映这一过程的是()A. B. C.D.2. “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239( Pu)，这种钚239可由铀239( U)经过n次β衰变而产生，则n为()A. 2B. 239C. 145 D . 9 23. 红宝石激光器发射的激光是一道道不连续的闪光(称为光脉冲)，其发射功率P与时间t的关系如图所示，设激光器的平均发射功率，激光波长λ=6.93×10 -7m，普朗克常量h=6.63×10 -34J•s则一个光脉中含有光子数约为()A. 1.0×10 20个B. 10×10 29．个C. 3.4×10 19个D. 3.4×10 284. 以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是()A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，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. 质子和中子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量C. 有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D. 氢原子的核外电子由较高能级迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小5. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A. 是核聚变反应B. 是β衰变C.是核裂变反应D. 是α衰变 6. 设氢原子由n=3的状态向n=2的状态跃迁时放出能量为E 、频率为ν的光子．则氢原子()A. 跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B. 由n=2的状态向n=1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC. 由n=2的状态向n=3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED. 由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν7. 甲、乙两单色光分别通过一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为△x ，若△x 甲＞△x 乙，则下列说法正确的是( )A. 甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B. 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C. 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D. 在同一均匀介质甲光的传播速度大于乙光8. 在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是（ ）A. X 射线B. α射线C. β射线D. γ射线 9. 用图示装置研究光电效应现象，光阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动头P 从a 移到c 的过程中，光电流始终为零．为了产生光电流，可采取的措施是( )A. 增大入射光的强度B. 增大入射光的频率C. 把P 向a 移动D. 把P 从c 向b 移动10. 下列说法中正确的是( )A. 爱因斯坦发现光电效应现象并成功地解释了光电效应现象B. 德布罗意提出实物粒子运动时也具有波动性，光电效应证明了这一假设C. 玻尔的定态理论和跃迁理论，很好地解释了所有原子光谱的实验规律D. 放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，核电荷数减少111. 北京时间201 1年3月11日13时46分，在日本福岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为I→ Xet+Y．根据有关放射性知识，下列说法正确的是()A. Y粒子为β粒子B. 的半衰期大约是8天，则若取4个碘原子核，经16天就一定剩下1个碘原子核了C. 生成的处于激发态，还会放射γ射线．γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D. 中有53个质子和131个中子12. 下列说法正确的是()A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B. 在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的13. 用波长为2.0×10 －7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10 －19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10 －34J·s，光速c＝3.0×10 8 m/s，结果取两位有效数字)()A. 5.5×1014 HzB. 7.9×1014 HzC. 9.8×1014 HzD. 1.2×1015 Hz15. 下列说法中错误的是（）A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为B. 铀核裂变的核反应是C. 质子、中子、a粒子的质量分别为m1，m2，m3，质子和中子结合成一个a粒子，释放的能量是(2m1+2m2－m3)c2D. 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ 1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ 2的光子，已知λ 1＞λ 2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子16. 现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的()A. 2200B. 2000C. 1200D. 2 40017. “约索夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在“结”两端加上恒定电压U，则它会辐射频率为ν 的电磁波，且ν 与U成正比，即ν=kU．已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中推断出比例系数k的可能值，则这个可能值为()A. B. C. 2heD.he19. 过量的放射线会对人体产生伤害，需要加以防范，下列做法中能防范放射线伤害的是()A. 把放射性物质放在高温的环境里B. 把放射性物质放在干燥的环境里C. 把放射性物质密封在铝盒内D. 把放射性物质密封在铅罐内20. 核电站泄漏的污染物中含有人工核素碘131等，碘131(即I)核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天，则下列说法中正确的是()A. 碘131的半衰期随气温升高而逐渐减小B. 核电站中的核反应堆所发生的是轻核聚变反应C. 经过8天后，30个放射性碘131衰变的个数一定是15个D. 碘131核的衰变方程为I→X+ e(X表示衰变后的元素)21. 下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A. 甲：原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成B. 图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子C. 图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变…，链式反应会释放出巨大的核能D. 图丁：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E. 图戊：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二、多选题(本大题共20小题，共80.0分)22. （多选）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有（）A. 是核聚变反应B. 是β衰变C. 是核裂变反应D. 是α衰变23. （双选）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.→＋是α衰变B. ＋→＋是β衰变C. ＋→＋是轻核聚变D.→ ＋2 是重核裂变24. 放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射性同位素的应用说法正确的是（）A. 给人注射碘的放射性同位素碘131，有助于诊断甲状腺的疾病B. 利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，经过筛选，从而培育出新的优良品种C. 用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D. 用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害25. 有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，下列说法正确的是（）A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的C. γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核26. 下列属于原子核裂变链式反应的是（）A. 原子弹爆炸B. 氢弹爆炸C. 核电站发电D. 太阳能辐射27. 下列说法中正确的是A. 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质B. 铀核（）衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能一定小于铀核的比结合能C. 实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象D. 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，电势能增大，原子的总能量增加28. 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象。

一、选择题1. D2. C3. D4. B5. B6.A7. D &B 9. B 10. D 11. D 12. A 13. B 14. C 15. C 16. A 17. D 1& C 19. C 20. B 21. B 22. A 23. A 24. D 25. C 26. D 27. D 2& D 29. B 30. B 31. D 32. C 33. A 34. C 35. D 36. B 37. A 3& D 39. C40. A41.C 42. B 43. A 44. D 45. C 46. A 47. D 4& C 49. B 50.A51.C52. A53. C 54. D 55. A56. C 57. D 5& B 59. B 60. B 61. A 62. A63. B 64. C 65. A66. C67. C68. D 69. D 70. C二、填空题1.定态假设和辐射频率法则（3分）2. 5.14V （3 分）3.2S2P （3 分）4.在一个原了中不可能有两个或两个以上的电了具有完全相同的四个量了数（或:原了中的每个状态只能容纳一个电子；或其他说法）（3分）5.亚原子（1分）；量子化（1分）6.物质粒子（1分）；光子（1分）7.位置和动量（3分）&波函数的模的平方（1分）9.薛定铐方程（1分）10.对于一个给定的电子组态形成的一组原子态，当某原子态具有的S最大时，它的能级位置最低；对同一个S,又以/值大的为最低。

（每空1分）13.波函数的模方在给定时刻某处粒子出现的几率（每空1分）14./3-（每空1分）15.能量量子化（每空1分）16.短程力饱和性强相互作用核力与电荷无关核力在极短程内存在斥心力核力与自旋有关（每空1分）17.10.2 （2 分）18.-3 肝（2 分）19.0.124 A0（3 分）20.位置和动量（3分）21- 2 = 2%| = |%| （2 分）22. L层电子跃迁到K层空穴上（3分）24.匚=_乞（1分）he25.Ax • Ap^ h（3 分）27.轨道和自旋角动量空间取向量子化（2分）28- 2min=%y 或41" "% 的严G 分）31 . Z*~R（2分）34- R A\ + m!M （129. 1 = -------- （1 一cos&）（3 分）m o c30.引力相互作用，弱相互作用，电磁相互作用，强相互作用。

南昌二中第二轮复习“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bD .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。

第16章 原子核物理一、选择题1. C2. B3. D4. C5. C6. D7. A8. D二、填空题1. 171076.1⨯，131098.1⨯2. 2321)(c m m m -+3. 1.35放能4. 9102.4⨯5. 117.86. 2321`c h m m m -+7 . 67.5MeV ，67.5MeV/c ，221036.1⨯Hz8. 121042.2-⨯9. 1.49MeV10. 115kg三、填空题1. 解：设从t =0开始做实验，总核子数为N 0，到刻核子数为N由于实验1.5年只有3个铁核衰变，所以1<<τt ，)1(0τtN N -≈t =0时，铁核总数为 312740106.31066.1104.6⨯=⨯⨯=-Nt =1.5年时，铁核总数为 )1(300τtN N N -≈-=由此解得31310108.15.13106.3⨯=⨯⨯=-=t N N N τ年设半衰期为T ，则当t =T 时有2/0N N =，由τ/0e t N N =得τ/e 21T = 所以， 31311025.1693.0108.12ln ⨯=⨯⨯==τT 年 2. 解：设氢核和氮核的质量分别为N H m m 、，被未知粒子碰撞后速度分别为v H 和v N ； 未知粒子的质量为m , 碰撞前速度为v ，与氢核碰撞后为v 1，与氮核碰撞后为v 2 未知粒子与氢核完全弹性碰撞过程满足关系H H 1v m mv mv +=2H H 212212121v m mv mv += 未知粒子与氮核完全弹性碰撞过程满足关系N N 2v m mv mv += ●2N N 212212121v m mv mv += ❍ 联立 ~❍得 2N N 2H H N H )()(m m m m m m E E ++= 带入数据，可解得 03.1H=m m 由其质量比值可知，未知粒子的质量与氢核的质量十分接近，另由于它在任意方向的磁场中都不偏转，说明它不带电．由此判断该新粒子是中子．3. 解：与第一组α粒子相对应的衰变能为α1α12264.793MeV 4.879MeV 4222A E K A ==⨯=- 与第二组α粒子相对应的衰变能为 α2α22264.612MeV 4.695MeV 4222A E K A ==⨯=- 22686Rn 的两能级差为()α1α2 4.879 4.695MeV 0.184MeV E E E ∆=-=-=光子的能量与此两能级差相对应，所以光子的频率为61919340.18410 1.60218910Hz 4.4510Hz 6.62610E h ν--∆⨯⨯⨯===⨯⨯4. 解：已知14C 的半衰期为5370a. 半衰期T 与衰变常量λ的关系为0.693Tλ= 根据题意，该生物遗骸在刚死亡时，其体内所包含的14C 的放射性活度与现今活着的同类生物体的14C 的放射性活度是相同的，经过了时间t ，14C 的放射性活度减弱为133.3Bq 。