原子物理学 第五章填空判断题(有答案)

一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ） A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关2．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，则以下说法正确的是（ ）A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲核沿小圆做逆时针方向运动C ．原静止的原子核的原子序数为17D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同 3．以下说法正确的是（ ）A ．α粒子散射实验说明原子核内部是有结构的B ．β射线是由原子核外电子电离产生C ．氢弹利用了核聚变反应D ．查德威克发现了质子 4．下列说法中不正确的是( )A ．23411120H+H He+n →是聚变B ．235114094192054380U+n Xe+Sr+2n →是裂变C ．226222498962Ra Rn+He →是α衰变D ．242401112-1Na Mg+e →是裂变5．以下说法正确的是（ ）A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的B ．23290Th 成为原子核20882Pb ，要经过8次α衰变和6次β衰变C ．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强D ．2812Mg 半衰期为21小时，则10个2812Mg 原子核，经过21小时后还有5个未衰变 6．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过24天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．二分之一B ．四分之一C ．八分之一D ．十六分之一7．下列说法正确的是A ．原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B ．铀核（23892 U ）衰变为铅核（20882 Pb ）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 C ．一个氢原子从量子数n ＝3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子 D ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的强度太小8．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th+He →.下列说法正确的是（ ）A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 9．有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（ ）A ．放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D ．轻核聚变要在很高的温度下才能发生10．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核X 的径迹是两个相切的圆．圆的直径比为7∶1，碳14的衰变方程是( )A ．14410624C He X →+ B ．14115606C e X -→+C ．14014617C e X -→+ D ．14212615C H X →+11．下列说法正确的是A ．天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构B ．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小C ．原子核发生β衰变后原子序数不变D ．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，因此放射性废料容易处理 12．由于放射性元素23793Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列论断中正确的是（ ）A ．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B ．20983Bi 的原子核比23793Np 的原子核少28个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．经过两个半衰期后含有23793Np 的矿石的质量将变为原来的四分之一13．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是235189192036r 0U n X K 3n +→++，则下列叙述正确的是A ．X 原子核中含有144个核子B ．X 原子核中含有86个中子C ．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 14．一个静止的原子核a bX 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0．设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为（ ）A ．02E cB ．()024E a c -C ．()024a E c - D ．()024aE a c -15．在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹为内切圆，如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．2411Na 发生的是α衰变 B ．轨迹1是新核的径迹 C ．新核的中子数为13D ．新核沿逆时针方向旋转二、填空题16．一个静止的钚核自发衰变成一个铀核23592U 和另一个原子核X ，并释放出一定的能量。

绪论单元测试1.初期的原子学说有哪些（）。

A:电的原子学说B:量子原子学说C:热的原子学说D:物质的原子学说答案:ACD2.世纪之交的三大发现（）。

A:X射线的发现B:质子的发现C:电子的发现D:放射性的发现答案:ACD3.原子物理学的发展经过那三个阶段（）。

A:原子物理新篇章B:量子力学建立C:早期原子论D:初期的原子学说答案:ACD4.1900年，哪位科学家建立了能量子概念（）。

A:汤姆逊B:卢瑟福C:普朗克D:玻尔答案:C5.1895年，以下哪位科学家发现了X射线（）。

A:卢瑟福B:亨利贝克勒尔C:伦琴D:居里夫妇答案:C第一章测试1.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50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？A:4B:16C:2D:8答案:B2.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:小角散射时一次散射理论不成立B:卢瑟福理论是错误的C:原子不一定存在核式结构D:散射物太厚答案:A3.在同一粒子源和散射靶的条件下观察到粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为( )A:1:8B:1:4C:4:1答案:B4.如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？( )A:1B:1/2C:4D:2答案:A5.1911年卢瑟福提出了原子的核式结构模型，根据该模型能够知道( )。

A:入射粒子的散射方向与靶物质种类无关B:原子半径在10-10m量级C:原子核由中子和质子构成D:原子核的质量远大于电子质量答案:D6.汤姆逊的原子模型是正确的，并且被α粒子散射实验所证实。

（）A:错B:对答案:A7.卢瑟福的核式结构模型解释了粒子散射实验出现的大角散射。

（）A:错B:对答案:B8.原子由带正电荷并几乎占有全部质量的微小中心核以及绕核运行的电子所组成。

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。

《原子物理学》作业参考答案一. 填空题1. 1010-m ；1510-m ；17103m kg2. )11(~222m nZ R A-=ν3. 21;53.0;51.14.3;6.13n a A eV eVeV --- 4. nm a eV 0177.03;4.541= 5. 单层；双层；自旋与轨道的相互作用 6. 2;3;4=j7. 12+l 8. 2121S ；2122S ；2323D ；2322P9. 原子的量子态 10. 相对论效应；自旋同轨道的相互作用。

11. j l n ,,12. 23=S ； 2;013. ),(211s s G ，),(212l l G > ),(113s l G ，),(224s l G ；),(211s s G ，),(212l l G < ),(113s l G ，),(224s l G 14. B B J g j j μμμ5353)1(;6=+= 15. 6;6 ；16. n 和l 相同的电子； 17. 32种 18. [1.51eV] 19.ph，h E 20. 6.626×10-34Js 21. 622. )exp(0x I I μ-=，随着X 光子的能量增加，吸收系数下降，吸收限，原子中电子壳层结构的实在性，导致的电子的电离23. 原子中量子态的存在，电子自旋的存在24. 一条谱线在外磁场下分为三且彼此间隔相等（间隔均为B B μ）；总自旋角动量等于零()0=S 25. 高能光子与低能电子相碰撞，光子把一部分能量传递给电子从而变为低能光子，波长变长，频率变低 26. 轨道电子俘获、、-+ββ27. α+→--Y X A Z AZ 42 28. 能量和动量守恒29. 光电效应 30. 汤姆逊； 核式结构（或行星）模型 31. 氘)(D 32. 量子化的33. 康普顿效应；吴有训。

34. 液滴模型，费米气体模型，壳层模型， 集体模型35. 0.31nm 36. 电磁辐射与物质交换能量时是量子化的，即νh E = 二. 简答1. 卢瑟福的“核式结构”模型的意义、困难是什么？意义：第一，正确地提出了原子的“核式结构”将原子分为核外与核内两个部分。

一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ） A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关 2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 3．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量 4．下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。

1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 5．碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( ) A ．4mB ．8m C ．16m D ．32m 6．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E cα⋅ D ．2218222k E cα⋅ 7．一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P ，放出一个正电子后变成原子核3014Si ，在图中近似反映正电子和Si 核轨迹的图是（ ）A．B．C．D．8．关于天然放射线性质的说法正确的是（）A．γ射线就是中子流B．α射线有较强的穿透性C．电离本领最强的是γ射线 D．β射线是高速电子流9．有一钚的同位素23994Pu核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后，变成铀（U）的一个同位素原子核．铀核与x粒子在该磁场中的旋转半径之比为1：46，则（）A．放出的x粒子是42He B．放出的x粒子是01e-C．该核反应是β衰变反应D．x粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等10．钍核23290Th经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则A．铅核的符号为20882Pb，它比23290Th少8个中子B．铅核的符号为20478Pb，它比23290Th少16个中子C．铅核的符号为20882Pb，它比23290Th少16个中子D．铅核的符号为22078Pb，它比23290Th少12个中子11．原子核23892U在天然衰变为20682Pb的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（）A．8、10、22 B．10、22、8 C．22、8、10 D．8、22、1012．研究表明，中子（10n ）发生β衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的反中微子e ν。

第五章增加部分题目部分，(卷面共有50题,分,各大题标有题量和总分)一、判断题(16小题,共分)1．(1分)同一电子组态形成的诸原子态间不发生跃迁。

2．(1分)跃迁可以发生在偶宇称到偶宇称之间。

3．(1分)跃迁只发生在不同宇称之间。

4．(1分)两个s电子一定可以形成1S0和3S1两个原子态。

5．(1分)同科电子形成的原子态比非同科电子形成的原子态少。

6．(1分)镁原子有两套能级，两套能级之间可以跃迁。

7．(1分)镁原子的光谱有两套，一套是单线，另一套是三线。

8．(1分)钙原子的能级是二、四重结构。

9．(1分)对于氦原子来说，第一激发态能自发的跃迁到基态。

10．(1分)标志电子态的量子数中，S为轨道取向量子数。

11．(1分)标志电子态的量子数中，n为轨道量子数。

12．(1分)若镁原子处于基态，它的电子组态应为2s2p。

13．(1分)钙原子的能级重数为双重。

14．(1分)电子组态1s2p所构成的原子态应为1P1和3P2,1,0。

15．(1分)1s2p ,1s1p 这两个电子组态都是存在的。

16．(1分)铍（Be）原子若处于第一激发态，则其电子组态为2s2p。

二、填空题(34小题,共分)1．(4分)如果有两个电子，一个电子处于p态，一个电子处于d态，则两个电子在LS耦合下L的取值为（）P L的可能取值为（）。

2．(4分)两个电子LS耦合下P S的表达式为（），其中S的取值为（）。

3．(3分)氦的基态原子态为（），两个亚稳态为（）和（）。

4．(2分)Mg原子的原子序数Z=12，它的基态的电子组态是（），第一激发态的电子组态为（）。

5．(2分)LS耦合的原子态标记为（），jj耦合的原子态标记为（）。

6．(2分)ps电子LS耦合下形成的原子态有（）。

7．(2分)两个电子LS耦合，l1=0，l2=1下形成的原子态有（）。

8．(2分)两个同科s电子在LS耦合下形成的原子态为（）。

9．(2分)两个非同科s电子在LS耦合下形成的原子态有（）。

一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ） A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关C 解析：CA ．天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，不能说明原子核内有电子，放射现象中放出的电子是由中子转化为质子同时产生一个电子放出的，A 错误；B ．卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，查德威克发现了中子，B 错误；C ．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C 正确；D ．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，D 错误。

故选C 。

2．天然放射性元素在衰变过程中会辐射α射线、β射线和γ射线。

关于原子核衰变，下列说法中正确的是（ ） A ．β射线来源于原子的核外电子B ．γ射线可以用来探测金属部件内部的缺陷C ．放射性原子核衰变成新核，原子核的比结合能减小D ．1000个半衰期为2h 的某放射性同位素，经6h 还剩125个B 解析：BA ．β衰变放出的电子是原子核内中子转化成质子而放出来的，来源于原子核内部，而不是核外电子，A 错误；B ．γ射线的 穿透能力很强，可用于探测金属部件内部的缺陷，B 正确；C ．放射性原子核衰变成新核，放出能量，原子核的比结合能增大，C 错误；D ．半衰期是统计规律，对大量粒子才有效，D 错误。

故选B 。

3．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ） A ．122(),E E m m c h -+ B ．122(),E Em m c h+- C ．122(),E h m m c E++ D ．122(),E E m m c h++ B 解析：B根据爱因斯坦质能方程212()x E m m m c =+-解得：氘核的质量122()x E m m m c =+-γ射线的频率E νh=A.122(),E E m m c h -+与上述计算结果122(),E E m m c h+-不相符，故A 不符合题意； B. 122(),E E m m c h +-与上述计算结果122(),E Em m c h+-相符，故B 符合题意； C. 122(),E h m m c E ++与上述计算结果122(),E Em m c h +-不相符，故C 不符合题意； D.122(),E E m m c h ++与上述计算结果122(),E E m m c h+-不相符，故D 不符合题意． 4．一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P ，放出一个正电子后变成原子核3014Si ，在图中近似反映正电子和Si 核轨迹的图是（ ）A ．B ．C ．D ． B解析：B当放射性元素放出正电子时,两带电粒子的动量守恒．由半径公式mv Pr qB qB==，可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而正电子的电量比反冲核的电量小，则正电子的半径比反冲核的半径大，故ACD错误，B正确．故选B.【点睛】放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下都做匀速圆周运动．放射性元素放出粒子，动量守恒，由半径公式mv PrqB qB ==，分析α粒子和β粒子与反冲核半径关系，根据洛伦兹力分析运动轨迹是内切圆还是外切圆．5．根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（）A．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氡原子核B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的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．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子C解析：CA、半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间，具有统计规律，少量的氡原子核不满足半数衰变规律，故A错误．B、天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故B错误．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，故C 正确．D、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故D错误．故选C.【点睛】解决本题的关键知道α、β、γ射线的特点，以及知道半衰期的定义，知道β衰变所释放的电子的来源．6．关于天然放射线性质的说法正确的是（）A．γ射线就是中子流B．α射线有较强的穿透性C．电离本领最强的是γ射线 D．β射线是高速电子流D解析：D【解析】A．γ射线是高频率的电磁波，它是伴随α或β衰变放出的，故A错误；BＣ．αβγ、、三种射线中穿透能力最强的是γ射线，α射线穿透能力最弱，一张厚的黑纸可以挡住α射线，电离能力最强的是α射线，γ射线电离能力最弱，故BC错误；D．β是原子核内的中子变为质子时放出的电子，是高速的电子流，故D正确．故选D7．有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A．放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D．轻核聚变要在很高的温度下才能发生D解析：D【解析】A.放射性的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，辐射γ光子，即γ射线，故A 错误；B.放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度以及化学状态等无关，故B 错误；C.β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C 错误；D.轻核聚变需在很高的温度下发生，会释放出更高的能量，所以轻核聚变又称为热核反应．故D 正确． 故选D8．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+ A解析：A 【解析】A 、23411120H H He n +→+为轻核聚变反应，A 正确；B 、238234492902U Th He →+为α衰变，不是核聚变反应，B 错误．C 为重核裂变，D 为α粒子轰击氮核得到质子的核反应，故选A ．【点睛】解决本题的关键知道各种核反应的类型，知道它们的区别．可控核聚变反应为轻核聚变．由较小的核结合，会释放很高的能量． 9．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ） A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B ．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D ．平均结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固B 解析：BA ．β衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的电子就是β粒子，可知β衰变现象不是说明电子是原子核的组成部分，A 错误；B ．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化，还有轨道量子化，B 正确；C ．放射性元素的半衰期不受温度等外界条件影响，C 错误；D ．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，D 错误。