原子物理试题集及答案
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原子物理期末试题答案原子物理期末试题答案原子物理期末试题答案一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)1.下列说法错误的是( )A.半衰期表示放射性元素衰变的快慢,半衰期越长,衰变越慢B.同位素的核外电子数相同,因而具有相同的化学性质C.阴极射线和β射线都是电子流,它们的产生机理是一样的D.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析:由基本概念可知ABD说法是对的.阴极射线和β射线都是电子流,但产生机理不同,故应选C.答案:C2.下列说法中正确的是( )A.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时,电子的动能增加,电势能增加,原子的总能量增加B.α射线是原子核发出的一种粒子流,它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的C.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度,它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时,由于电场力做正功,电势能减少,又因氢原子放出光子,所以原子的总能量减少,故A错.α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的,所以B错.据爱因斯坦质能方程可知,原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律,故C错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化,故D正确。
答案:D3.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: ,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知的质量为m1,的质量为m2,则下列判断正确的是( )A.3m1>m2B.3m1<m2C.3m1=m2D.m1=3m25.K-介子衰变的方程为K-→π-+π0,其中K-介子和π-介子带负的元电荷e,π0介子不带电.如图15-1所示,两匀强磁场方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度分别为B1、B2.今有一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中,其轨迹为圆弧AP,P在MN上,K-在P点时的速度为v,方向与MN垂直.在P点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的π-介子沿v反方向射出,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是( )图15-1A.π-介子的运行轨迹为PENCMDPB.π-介子运行一周回到P用时为C.B1=4B2D.π0介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知π-介子的运行轨迹为PDMCNEP,所以选项A错误;π-介子在磁场B1中的半径在磁场B2中的半径由题图可知r2=2r1,所以B1=2B2,选项C错误;π-介子运行一周回到P 用时为选项B正确;π0介子不带电,将做匀速直线运动,选项D正确.答案:BD6.下列说法正确的是( )A.研制核武器的钚239 由铀239 经过4次β衰变而产生B.发现中子的核反应方程是C.20 g的经过两个半衰期后其质量变为15 gD. 在中子轰击下,生成和的核反应前后,原子核的核子总数减少解析: 发生2次β衰变,A错误.20 g 经过两个半衰期后其质量 C 错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒,D错误.所以只有B正确.答案:B7.北京奥委会接受专家的建议,大量采用对环境有益的新技术,如2008年奥运会场馆周围80%~90%的路灯利用太阳能发电技术,奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的,下列核反应属于聚变反应的是( )解析:把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应,称为聚变,四个选项中只有A为聚变反应,B是发现质子的核反应,C是铀核的裂变反应,D是铀核的α衰变.答案:A8.关于天然放射现象,以下叙述正确的是( )A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的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,β射线的电离能力最强D.铀核衰变为铅核的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变解析:A选项正确,核反应方程为B选项错误,放射性物质的半衰期只与物质本身有关,与该物质所处的物理、化学状态无关.C选项错误,在α、β、γ三种射线中,α射线的电离能力最强,穿透能力最弱;γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱.D选项错误,核反应中电荷数和质量数都守恒,则解得即8次α衰变和6次β衰变.答案:A9.据新华社报道,由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )A.“人造太阳”的核反应方程是B.“人造太阳”的核反应方程是C.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE=Δmc2D.“人造太阳”核能大小的计算公式是解析:“人造太阳”是利用海水中的.21H和31H聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2求出,其中Δm为质量亏损,所以A、C项正确.答案:AC10.静止的衰变成,静止的衰变为,在同一匀强磁场中的轨道如图15-2所示.由此可知( )图15-2A.甲图为的衰变轨迹,乙图为的衰变轨迹B.甲图为的衰变轨迹,乙图为的衰变轨迹C.图中2、4为新核轨迹,1、3为粒子轨迹D.图中2、4为粒子轨迹,1、3为新核轨迹二、填空实验题(11题6分,12题6分)11.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔,铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图15-3所示,则图中的射线a为________射线,射线b为________射线.图15-3解析:从放射源射出三种射线,分别为α、β和γ射线,其中α射线被铝箔挡住,只有β和γ射线穿出,又由于γ射线不带电,所以在偏转电场中不发生偏转.综上分析,可知图中的射线a为γ射线,射线b为β射线.答案:γ β12.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.图15-4(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献.请选择其中的两位,指出他们的主要成绩.①_____________________________________________________________ __;②____________________________________________________________.(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,图154为三种射线在同一磁场中的运动轨迹,请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途.________________________________________________________________.三、计算题(本题包括4小题,共48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.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与核碰撞减速,在石墨中与核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?解析:设中子质量为Mn,靶核质量为M,由动量守恒定律得Mnv0=Mnv1+Mv2由能量守恒得解得在重水中靶核质量MH=2Mn在石墨中靶核质量MC=12Mn与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好.15.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程;(2)这一核反应能释放多少能量?(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J,则太阳每秒减少的质量为多少?(4)若太阳质量减少万分之三,热核反应不能继续进行,计算太阳能存在多少年.(太阳质量M=2×1030 kg,mp=1.007 3 u,mHe=4.001 5 u,me=0.000 55 u)解析:(1)(2)Δm=4×1.007 3 u-(4.001 5+2×0.000 55) u=0.026 6 uΔE=Δmc2=0.026 6×931.5 MeV=24.78 MeV=4×10-12 J.(3)太阳每秒钟释放的能量为3.8×1026 J,则太阳每秒钟减少的质量为(4)太阳的质量为2×1030 kg,太阳还能存在的时间为 (年)可得则答案:(1)(2)3.26 MeV (3)0.99 MeV 2.97 MeV。
原子物理五套试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 原子核的组成元素是()。
A. 质子和中子B. 电子和质子C. 电子和中子D. 质子和电子答案:A2. 根据波尔理论,氢原子的能级是()。
A. 连续的B. 离散的C. 线性的D. 非线性的答案:B3. 电子云的概念是由哪位科学家提出的?()A. 尼尔斯·玻尔B. 阿尔伯特·爱因斯坦C. 马克斯·普朗克D. 埃尔温·薛定谔答案:D4. 根据海森堡不确定性原理,以下说法正确的是()。
A. 粒子的位置和动量可以同时被精确测量B. 粒子的位置和动量不能同时被精确测量C. 粒子的能量和时间可以同时被精确测量D. 粒子的能量和时间不能同时被精确测量答案:B5. 原子核外电子的排布遵循()。
A. 泡利不相容原理B. 洪特规则C. 库仑定律D. 以上都是答案:D6. 原子核的放射性衰变遵循()。
A. 线性规律B. 指数规律C. 正态分布D. 泊松分布答案:B7. 原子核的结合能是指()。
A. 原子核内所有核子的总能量B. 原子核内单个核子的能量C. 原子核内所有核子的总能量与单独核子能量之和的差值D. 原子核内单个核子的能量与单独核子能量之和的差值答案:C8. 原子核的同位素是指()。
A. 具有相同原子序数但不同质量数的原子核B. 具有相同质量数但不同原子序数的原子核C. 具有相同原子序数和质量数的原子核D. 具有不同原子序数和质量数的原子核答案:A9. 原子核的裂变是指()。
A. 原子核分裂成两个或多个较小的原子核B. 原子核结合成更大的原子核C. 原子核的放射性衰变D. 原子核的聚变答案:A10. 原子核的聚变是指()。
A. 原子核分裂成两个或多个较小的原子核B. 原子核结合成更大的原子核C. 原子核的放射性衰变D. 原子核的裂变答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 原子的核外电子排布遵循______原理。
第一章填空1、( )实验否定了汤姆逊原子结构模形。
答:(α粒子散射)。
2、原子核式结构模型是()。
3、夫兰克—赫兹实验证明了( )答原子能级的存在。
4、德布罗意波的实验验证是( )答电子衍射实验。
选择题1、原子核式模型的实验依据是:(只选一个)(A )α粒子散射实验。
(B )光电效应,(C )康谱顿效应,(D )夫兰克—赫兹实验。
答(A )2、α粒子散射实验实验得到的结果:(A )绝大多数α粒子的偏转角大于90。
,(B )只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。
(C )只有1/800的α粒子偏转角大于90。
,其中有接近180。
的。
(D )全部α粒子偏转角大于90。
答(C )第二章填空1、光谱的类型( )光谱、 ( )光谱 , ( )光谱。
答:线状、带状,连续。
2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是( )、 ( )、( )、( ) 答;(红、深绿、青、紫)3、氢原子光谱的前4个谱线系是( )、( )、( )、( )。
答“(赖曼系,巴巴耳末、帕邢、布喇开)4、玻尔理论的三个假设是(1)、((2)( )(3)( )5、能级简并是指(n 个状态的能量是相同的状况)6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是(简并)的,简并度为(n )7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时,在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道?(答案3个)(可作填空或选择)8、氢原子的玻尔半径a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为( )A ,半短轴分别为( )A 、( )A 。
解:根据半长轴20a a nZ =可得: 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ=得 b 1=1.053A, b 2=2.116A9在气体放电管中,用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所能发射的光子能量中能是(A )12.1eV , (B)10.2 Ev .(C )12.1 eV 、 10.2 eV 、19 eV ,(D )12.1 eV 、 10.2 eV 、3.4 eV . 答案(C)10在气体放电管中,用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3)问答5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上?答(1)光谱的实验资料和经验规律,(2)以实验基础的原子核式结构模型,(3)从黑体辐射的事实发展出来的量子论。
原子物理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 原子物理学中,下列哪个单位不是能量的单位?A. 焦耳(J)B. 电子伏特(eV)C. 千克(kg)D. 卡路里(cal)答案:C2. 根据玻尔模型,氢原子的能级是量子化的,这意味着:A. 电子只能在特定的轨道上运动B. 电子可以在任何轨道上运动C. 电子的运动是连续的D. 电子的运动是随机的答案:A3. 以下哪个粒子不带电?A. 质子B. 中子C. 电子D. 正电子答案:B4. 放射性衰变过程中,哪种类型的衰变不涉及中子数的变化?A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 电子俘获答案:C5. 光电效应中,光电子的最大动能与入射光的频率之间的关系是:A. 正比关系B. 反比关系C. 无关D. 非线性关系答案:A6. 康普顿散射现象表明光具有:A. 波动性B. 粒子性C. 波动性和粒子性D. 既非波动性也非粒子性答案:B7. 根据泡利不相容原理,一个原子轨道中最多可以容纳的电子数是:A. 1B. 2C. 3D. 4答案:B8. 原子核的结合能是指:A. 将原子核分裂成单个核子所需的能量B. 将单个核子结合成原子核所需的能量C. 原子核内部核子之间的相互作用能D. 原子核的总质量与组成它的核子质量之和的差值答案:B9. 穆斯堡尔效应可以用来研究:A. 原子核的自旋B. 晶体的晶格结构C. 原子核的能级跃迁D. 原子核的电荷分布答案:C10. 以下哪种现象不属于核反应?A. 核裂变B. 核聚变C. 核衰变D. 核磁共振答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 根据德布罗意假设,物质波的波长λ与动量p之间的关系是:λ = _______。
答案:h/p12. 原子核的比结合能是指 _______ 与 _______ 的比值。
答案:结合能/核子数13. 核反应方程中,质量数和电荷数必须守恒,这被称为_______。
答案:核反应的四维守恒定律14. 放射性同位素的半衰期是指 _______ 的时间。
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。
原子物理核力试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 核力是哪种类型的力?A. 万有引力B. 电磁力C. 核力D. 弱相互作用力答案:C2. 核力的作用范围通常在什么距离?A. 10^-10 mB. 10^-15 mC. 10^-20 mD. 10^-25 m答案:B3. 核力的特点是?A. 长程力B. 短程力C. 与距离无关D. 随距离增加而增强答案:B4. 核力在哪个方向上最强?A. 同向B. 反向C. 垂直D. 任意方向5. 核力是由哪种粒子传递的?A. 光子B. 胶子C. 介子D. 重子答案:C6. 核力对哪种粒子间的相互作用影响最大?A. 电子B. 质子C. 中子D. 质子和中子答案:D7. 核力在原子核中的作用是什么?A. 维持原子核的稳定B. 使原子核分裂C. 使原子核膨胀D. 使原子核收缩答案:A8. 核力的强度与哪种因素有关?A. 核子的质量B. 核子的电荷C. 核子的自旋D. 核子的动量答案:C9. 核力的对称性是什么?B. 反对称C. 部分对称D. 部分反对称答案:B10. 核力的发现对物理学的发展有何影响?A. 没有影响B. 促进了量子力学的发展C. 促进了相对论的发展D. 促进了粒子物理学的发展答案:D二、填空题(每空1分,共10分)1. 核力是一种______力,它在原子核尺度上起作用。
答案:短程2. 核力的传递粒子是______,它们通过交换来实现核力的作用。
答案:介子3. 核力在原子核中的作用是______原子核的稳定。
答案:维持4. 核力的强度与核子的______有关,这与核力的对称性有关。
答案:自旋5. 核力的发现对______的发展产生了重要影响。
答案:粒子物理学三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述核力与电磁力的主要区别。
答案:核力是短程力,主要在原子核尺度上起作用,而电磁力是长程力,作用范围广泛。
核力在原子核中维持核子间的结合,而电磁力则在原子和分子尺度上起作用,影响电子的运动。
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。
填空题1、在正电子与负电子形成的电子偶素中,正电子与负电子绕它们共同的质心的运动,在n = 2的状态, 电子绕质心的轨道半径等于 nm 。
2、氢原子的质量约为____________________ MeV/c 2。
3、一原子质量单位定义为 原子质量的 。
4、电子与室温下氢原子相碰撞,欲使氢原子激发,电子的动能至少为 eV 。
5、电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。
特别重要的是他还发现了_______ 是量子化的。
6、氢原子 n=2,n φ =1与H +e 离子n=•3,•n φ•=•2•的轨道的半长轴之比a H /a He •=____,半短轴之比b H /b He =__ ___。
7、玻尔第一轨道半径是0.5291010-⨯m,则氢原子n=3时电子轨道的半长轴a=_____,半短轴b•有____个值,•分别是_____•, ••, .8、 由估算得原子核大小的数量级是_____m,将此结果与原子大小数量级• m 相比,可以说明__________________ .9、提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。
10、钾原子的电离电势是4.34V ,其主线系最短波长为 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 eV (仅需两位有效数字)。
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——————————————————————————————————————————————。
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————————————表示,轨道角动量确定后, 能级的简并度为 。
大一原子物理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 原子物理学研究的主要内容是()。
A. 原子核内部结构B. 原子核外电子的排布C. 原子核与电子的相互作用D. 原子核的放射性衰变答案:B2. 氢原子的能级公式为()。
A. E_n = -13.6 eV / n^2B. E_n = -13.6 eV * n^2C. E_n = 13.6 eV / n^2D. E_n = 13.6 eV * n^2答案:A3. 根据玻尔理论,氢原子的轨道是量子化的,下列哪个选项是错误的()。
A. 轨道半径是量子化的B. 轨道角动量是量子化的C. 轨道能量是量子化的D. 轨道是连续的答案:D4. 电子云的概念是由哪位科学家提出的()。
A. 玻尔B. 薛定谔C. 海森堡D. 狄拉克答案:B5. 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. 原子核的组成包括()。
A. 质子和中子B. 电子和中子C. 质子和电子D. 质子、中子和电子答案:A7. 放射性衰变遵循的规律是()。
A. 一阶反应B. 二阶反应C. 三阶反应D. 零阶反应答案:A8. 光电效应实验中,光电子的最大动能与入射光的频率之间的关系是()。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性关系答案:A9. 康普顿散射现象说明了光具有()。
A. 波动性B. 粒子性C. 波动性和粒子性D. 以上都不是答案:B10. 根据德布罗意假说,物质波的波长与动量之间的关系是()。
A. λ = h / pB. λ = h * pC. λ = p / hD. λ = p * h答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 原子物理学是研究原子及原子核内部结构和性质的科学,其研究对象包括原子核、电子以及它们之间的相互作用。
2. 根据玻尔理论,氢原子的能级公式为 E_n = -13.6 eV / n^2,其中 n 为量子数。
高中原子物理练习题及答案第一部分:选择题1. 在下列选项中,电子云模型的发明者是:A. 卢瑟福B. 普朗克C. 玻尔D. 瑞利答案:C2. 下列说法正确的是:A. 原子序数指的是原子的质子数;原子量指的是原子的质子数和中子数的和B. 原子序数指的是原子的电子数;原子量指的是原子的质子数和中子数的和C. 原子序数指的是原子的中子数;原子量指的是原子的质子数和中子数的和D. 原子序数指的是原子的质子数和中子数的和;原子量指的是原子的质子数答案:B3. 下列哪个原子的电子云属于 d 轨道的占据电子?A. ScB. ZnC. CoD. Mg答案:C4. 下列哪个原子是电子数最多的?A. OB. NeC. SD. Na答案:B5. 以下关于原子核的说法,正确的是:A. 原子核是由质子和中子构成的B. 原子核包括质子和电子C. 原子核是由电子和质子构成的D. 原子核包括电子和中子答案:A第二部分:填空题1. 下列原子符号中,属于惰性气体的是 ________。
答案:He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn2. 原子序数为 12 的元素,电子排布式为 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s0,该元素的名称为 ____________。
答案:镁(Mg)3. 原子序数为 20 的元素,电子排布式为 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1,该元素所属的族别为 ____________。
答案:碱土金属4. 化学符号为 Na 的元素的电子排布式为 ____________。
答案:1s2 2s2 2p6 3s1第三部分:计算题1. 一个原子的原子量为 A,原子序数为 Z,其包含电子数为多少?答案:原子的电子数等于其原子序数 Z。
2. 原子 Lithium-6 的质量为 6u,原子 Lithium-7 的质量为 7u,Lithium-6 与 Lithium-7 的相对丰度依次是 7.5% 和 92.5%,求Lithium 的相对原子质量。
原子物理试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 原子核外电子的能级是量子化的,这意味着电子只能在特定的能级上存在。
以下哪个选项正确描述了这一现象?A. 电子可以在任何能级上存在B. 电子只能在特定的能级上存在C. 电子只能在最低能级上存在D. 电子可以在任意两个能级之间存在答案:B2. 根据玻尔模型,氢原子的能级是量子化的。
当电子从较高能级跃迁到较低能级时,会释放出光子。
以下哪个选项描述了正确的能级跃迁?A. n=3到n=2B. n=2到n=1C. n=1到n=2D. n=3到n=1答案:A3. 放射性衰变中,原子核通过哪种方式释放能量?A. 核聚变B. 核裂变C. 放射性衰变D. 核反应答案:C4. 以下哪种粒子不带电?A. 质子B. 中子C. 电子D. 正电子答案:B5. 原子核的组成包括质子和中子,以下哪个选项正确描述了它们的关系?A. 质子和中子都是带电的B. 质子和中子都是不带电的C. 质子带正电,中子不带电D. 质子不带电,中子带负电答案:C6. 根据泡利不相容原理,一个原子轨道最多可以容纳几个电子?A. 1B. 2C. 3D. 4答案:B7. 以下哪种元素的原子序数是26?A. 铁B. 铜C. 锌D. 铁答案:C8. 原子核的自旋量子数I为0的核素被称为什么?A. 偶核B. 奇核C. 偶偶核D. 奇奇核答案:C9. 以下哪种放射性衰变过程中,原子核的质量数增加?A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 电子俘获答案:B10. 原子核的结合能是指什么?A. 原子核分裂成两个或多个较小核所需的能量B. 将原子核中的所有核子分离所需的能量C. 原子核形成时释放的能量D. 原子核中的质子和中子相互作用的能量答案:B二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 以下哪些因素会影响原子核的稳定性?A. 质子数B. 中子数C. 核子数D. 核子的相对大小答案:ABC12. 以下哪些现象属于放射性衰变?A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 核聚变答案:ABC13. 以下哪些粒子是基本粒子?A. 质子B. 中子C. 电子D. 光子答案:ABCD14. 以下哪些因素会影响原子的电子排布?A. 原子序数B. 电子的自旋方向C. 电子的能级D. 电子的轨道形状答案:ABC15. 以下哪些是正确的放射性衰变方程?A. 《^{14}C → ^{14}N + ^{0}_{-1}e + ν_e》B. 《^{238}U → ^{234}Th + ^{4}_{2}He》C. 《^{60}Co → ^{60}Ni + ^{0}_{-1}e + ν_e》D. 《^{131}I → ^{131}Xe + ^{4}_{2}He》答案:BCD三、填空题(每题2分,共20分)16. 原子核的组成包括________和________。
高中原子物理试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 原子核外电子的能量是量子化的,下列关于电子能量状态的描述中,正确的是:A. 电子在轨道上运动时,能量可以连续变化B. 电子在轨道上运动时,能量是离散的C. 电子在轨道上运动时,能量是固定的D. 电子在轨道上运动时,能量可以任意变化答案:B2. 根据波尔模型,氢原子的能级是量子化的,下列关于能级的描述中,正确的是:A. 氢原子的能级是连续的B. 氢原子的能级是离散的C. 氢原子的能级是固定的D. 氢原子的能级是任意的答案:B3. 根据波尔理论,下列关于氢原子跃迁的描述中,正确的是:A. 电子从高能级向低能级跃迁时,不放出光子B. 电子从低能级向高能级跃迁时,不吸收光子C. 电子从高能级向低能级跃迁时,放出光子D. 电子从低能级向高能级跃迁时,放出光子答案:C4. 根据量子力学,下列关于电子云的描述中,正确的是:A. 电子云是电子在原子核外的固定轨道B. 电子云是电子在原子核外的随机运动轨迹C. 电子云是电子在原子核外出现概率的分布D. 电子云是电子在原子核外的固定位置答案:C5. 根据量子力学,下列关于波函数的描述中,正确的是:A. 波函数是描述电子运动状态的物理量B. 波函数是描述电子轨道的物理量C. 波函数是描述电子能量的物理量D. 波函数是描述电子质量的物理量答案:A6. 根据量子力学,下列关于泡利不相容原理的描述中,正确的是:A. 同一原子中,两个电子可以占据同一量子态B. 同一原子中,两个电子不能占据同一量子态C. 同一原子中,两个电子可以占据同一能级D. 同一原子中,两个电子可以占据同一轨道答案:B7. 根据量子力学,下列关于自旋的描述中,正确的是:A. 自旋是电子的固有属性,与电子的运动状态无关B. 自旋是电子的运动状态,与电子的固有属性无关C. 自旋是电子的固有属性,与电子的运动状态有关D. 自旋是电子的运动状态,与电子的固有属性无关答案:A8. 根据量子力学,下列关于原子核的描述中,正确的是:A. 原子核由质子和中子组成B. 原子核由电子和质子组成C. 原子核由电子和中子组成D. 原子核由质子和电子组成答案:A9. 根据量子力学,下列关于同位素的描述中,正确的是:A. 同位素是具有相同质子数和不同中子数的原子B. 同位素是具有不同质子数和相同中子数的原子C. 同位素是具有相同质子数和相同中子数的原子D. 同位素是具有不同质子数和不同中子数的原子答案:A10. 根据量子力学,下列关于放射性衰变的描述中,正确的是:A. 放射性衰变是原子核自发的转变过程B. 放射性衰变是原子核受到外界影响的转变过程C. 放射性衰变是原子核受到外界辐射的转变过程D. 放射性衰变是原子核受到外界电场的转变过程答案:A二、填空题(每题2分,共20分)11. 根据波尔模型,氢原子的能级公式为:E_n = -13.6 eV / n^2,其中n为量子数,n的取值范围是________。
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》经典题一、简答题【每题满分15分,满分合计60分】1、简述原子的样子(结构、大小、质量)。
答:(1)α粒子散射的实验与理论充分证明了原子具有核式结构:原子具有一个集中了原子绝大部分质量和所有正电荷但尺度较小的中心体——原子核,原子核所带正电的数值是原子序数乘单位正电荷,原子核周围散布着带负电的电子。
【9分】(2)原子半径:10-10米。
【2分】(3)原子核半径:10-15米。
【2分】(4)原子质量:10-27千克。
【2分】2、简述氢原子光谱的特征和实验规律。
答:(1)氢原子光谱是线状分离谱,谱线分为赖曼线系(紫外光区)、巴尔末线系(可见光区)、帕邢线系(近红外光区)、布喇开线系(中红外光区)、普丰德线系(远红外光区)五个线系。
【7分】(2)氢原子光谱的每一条谱线的波数都可以表达为: 【4分】 氢原子光谱的每一条谱线的波数都可以表达为两光谱项之差:()()T m T n ν=-% ——里兹并合原理。
其中,()H R T n n 2= (n 为正整数)【4分】【备注:照抄课本P26页的(1)、(2)、(3)条而且抄全的得9分】3、简述玻尔理论对氢原子光谱实验规律的解释。
2271111()1231.096775810%L H HR k n k n k n k R m νλ-==-=>=⨯其中:、为整数,、 、 、 ;; 里德堡常数答:(1)玻尔理论的三个基本假设:定态假设、频率假设、量子化假设。
【6分】(2)将氢原子的库仑作用力和势能表达式联立玻尔理论的角动量量子化和频率假设,可得:【4分】【4分】 和氢原子光谱实验规律吻合。
【1分】二、计算题【满分合计40分】1、试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势。
【本题满分16分】解:电离能为i E E E 1∞=-,【4分】氢原子的能级公式n E Rhc n 2/=-,【2分】 代入,得:i H H E R hc R hc 211()1=-=∞=13.6eV 。
2024高考物理原子物理学练习题及答案精选一、选择题1. 下列元素中,属于惰性气体的是:A) 氢气 (H2)B) 氮气 (N2)C) 氧气 (O2)D) 氩气 (Ar)答案:D2. 以下哪种粒子在原子核中的数量最多?A) 质子B) 中子C) 电子D) 引力子答案:B3. 以下关于原子核的说法哪个是错误的?A) 原子核带有正电荷B) 原子核由质子和中子组成C) 原子核占据整个原子的体积D) 原子核的质量约等于整个原子的质量答案:C4. 电离能是指:A) 电子从原子中进入自由状态所需的能量B) 两个原子之间发生化学反应所需要的能量C) 电子在原子核附近运动所受到的力D) 电子在金属中的自由运动所需的能量答案:A5. 以下关于原子核中质子和中子的说法哪个是正确的?A) 质子质量和中子质量相等B) 质子带有正电荷,中子带有负电荷C) 质子和中子的质量和电荷都相等D) 质子带有正电荷,中子不带电荷答案:D二、填空题1. 原子序数为20的钙元素的简化电子结构为_________。
答案:2, 8, 8, 22. 原子核中质子的数量等于_________。
答案:电子的数量3. 电离能越大,原子结构中的电子越_________。
答案:稳定4. 氢原子的质子数为_________,中子数为_________。
答案:1,05. 氯元素的电子结构为_________。
答案:2, 8, 7三、解答题1. 将下列原子按照质子数从小到大排列:氢、铜、锌、氧。
答案:氢、氧、铜、锌2. 简要说明半导体材料与导体材料以及绝缘体材料的区别。
答案:半导体材料具有介于导体材料和绝缘体材料之间的电导率,在适当的条件下可以导电。
导体材料具有很高的电导率,能够自由传导电流。
绝缘体材料的电导率非常低,不容易传导电流。
3. 简述原子核聚变与原子核裂变。
答案:原子核聚变是指两个或两个以上轻原子核融合成较重的新原子核的过程,同时产生巨大能量。
原子核裂变是指重原子核分裂成两个或多个轻原子核的过程,同样会释放大量能量。
一、选择题1.如果用相同动能的质子和氘核同金箔正碰,那么用质子作为入射粒子测得的金原子核半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子核半径上限的几倍?A. 2B.1/2 √C.1 D .42.在正常塞曼效应中,沿磁场方向观察时将看到几条谱线:A .0; B.1; √C.2; D.33. 按泡利原理,当主量子数确定后,可有多少状态?A.n 2B.2(2l+1)_C.2l+1 √D.2n 24.锂原子从3P 态向基态跃迁时,产生多少条被选择定则允许的谱线(不考虑精细结构)?√A.一条 B.三条 C.四条 D.六条5.使窄的原子束按照施特恩—盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场 ,若原子处于5F 1态,试问原子束分裂成A.不分裂 √B.3条C.5条D.7条6.原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为:A .B μ315; √ B. 0; C. B μ25; D. B μ215- 7.氦原子的电子组态为1s 2,根据壳层结构可以判断氦原子基态为:A.1P1; B.3S1; √ C .1S0; D.3P0 .8.原子发射伦琴射线标识谱的条件是:A.原子外层电子被激发;B.原子外层电子被电离;√C.原子层电子被移走;D.原子中电子自旋―轨道作用很强。
9.设原子的两个价电子是p 电子和d 电子,在L-S耦合下可能的原子态有:A.4个 ;B.9个 ;C.12个 ; √D.15个。
10.发生β+衰变的条件是A.M (A,Z)>M (A,Z -1)+m e ;B.M (A,Z)>M (A,Z +1)+2m e ;C. M (A,Z)>M (A,Z -1); √D. M (A,Z)>M (A,Z -1)+2m e11.原子核式结构模型的提出是根据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12.基于德布罗意假设得出的公式V26.12=λ Å的适用条件是: A.自由电子,非相对论近似 √B.一切实物粒子,非相对论近似C.被电场束缚的电子,相对论结果D.带电的任何粒子,非相对论近似13.氢原子光谱形成的精细结构(不考虑蓝姆移动)是由于:A.自旋-轨道耦合B.相对论修正和原子实极化、轨道贯穿√C.自旋-轨道耦合和相对论修正D. 原子实极化、轨道贯穿、自旋-轨道耦合和相对论修正14.某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为:√A.2个; B.9个; C.不分裂; D.4个15.氩(Z=18)原子基态的电子组态是:√A.1s 22s 22p 63s 23p 6 B.1s 22s 22p 62p 63d 8C.1s 22s 22p 63p 8 D. 1s 22s 22p 63p 43d 216.产生钠原子的两条黄谱线的跃迁是:√A.2P 1/2→2S 1/2 , 2P 3/2→2S 1/2; B. 2S 1/2→2P 1/2 , 2S 1/2→2P 3/2;C. 2D 3/2→2P 1/2, 2D 3/2→2P 3/2;D. 2D 3/2→2P 1/2, 2D 3/2→2P 3/2.17.电子组态2p4d 所形成的可能原子态有:A .1P 3P 1F 3F ; √B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F; C .3F 1F ; D. 1S 1P 1D 3S 3P 3D.18.窄原子束按照施特恩—盖拉赫方法通过极不均匀的磁场 ,若原子处于5F 1态,则原子束分裂成A.不分裂; √B.3条;C.5条;D.7条19.原子核可近似看成一个球形,其半径R 可用下述公式来描述:√A.R =r 0A 1/3 ; B. R =r 0A 2/3 ; C. R =3034r π; D.R=334A π. 20.在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角的粒子数之比为:A .4:1 B.2:2 √C.1:4 D 1:8二填空题1.在α粒子散射实验中α粒子大角散射的结果说明了否定了汤姆原子模型,支持卢瑟立了原子的核式结构模型。
高中物理原子物理复习题集附答案高中物理原子物理复习题集附答案1. 题目:原子的结构答案:原子是物质的基本单位,由带正电荷的质子、带负电荷的电子和不带电荷的中子组成。
质子和中子位于原子的中心核内,电子围绕核外的能级轨道上运动。
原子的核质量主要由质子和中子确定,而电子的质量极小,在核质量中可以忽略不计。
2. 题目:原子的电离答案:原子失去或获得电子后形成的带电粒子称为离子。
当原子失去电子时,成为正离子;当原子获得电子时,成为负离子。
原子的电离可以通过外界提供足够的能量来实现,如高温、电场或电子碰撞等。
3. 题目:波粒二象性答案:根据量子力学理论,粒子既可以表现为粒子的形态,又可以表现为波动的形态,这种性质被称为波粒二象性。
电子、光子等微观粒子都具有波粒二象性,其性质既可以用粒子性来描述,也可以用波动性来解释。
4. 题目:量子化答案:量子化是指微观粒子的能量、角动量等物理量只能取特定的离散值,不能连续变化的现象。
量子化的概念是根据波粒二象性提出的,大大改变了经典物理学对微观世界的理解。
量子化现象被广泛应用于原子物理、分子物理等领域。
5. 题目:波函数和概率密度答案:波函数描述了波动粒子的状态,并可用于计算其性质。
波函数的平方模的积分对应于粒子存在的概率密度,即找到粒子存在的可能性。
波函数的具体形式和计算方法需要借助量子力学的数学工具,如薛定谔方程等。
6. 题目:电子云模型答案:电子云模型是描述电子在原子内部轨道运动的一种模型。
该模型假设电子在原子中不具体的轨道线路,而是存在于形状复杂的波函数区域内,这个区域就是电子云。
电子云模型为我们理解原子的化学性质和光谱现象提供了重要的参考。
7. 题目:量子数和电子轨道答案:量子数是用于描述原子内电子状态的参数。
主量子数(n)决定了电子的能级,角量子数(l)确定了电子轨道的形状,磁量子数(ml)描述了电子轨道在空间中的取向,自旋量子数(ms)表示电子自旋方向。
8. 题目:原子光谱答案:原子光谱是通过将原子激发到高能级,并随后返回低能级而产生的特定波长的光。
原子物理试题集及答案第一章填空1、()实验否定了汤姆逊原子结构模形。
答:(α粒子散射)。
2、原子核式结构模型是()。
3、夫兰克—赫兹实验证明了()答原子能级的存在。
4、德布罗意波的实验验证是()答电子衍射实验。
选择题1、原子核式模型的实验依据是:(只选一个)(A )α粒子散射实验。
(B )光电效应,(C )康谱顿效应,(D )夫兰克—赫兹实验。
答(A )2、α粒子散射实验实验得到的结果:(A )绝大多数α粒子的偏转角大于90。
,(B )只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。
(C )只有1/800的α粒子偏转角大于90。
,其中有接近180。
的。
(D )全部α粒子偏转角大于90。
答(C )第二章填空1、光谱的类型()光谱、()光谱,()光谱。
答:线状、带状,连续。
2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是()、()、()、()答;(红、深绿、青、紫)3、氢原子光谱的前4个谱线系是()、()、()、()。
答“(赖曼系,巴巴耳末、帕邢、布喇开)4、玻尔理论的三个假设是(1)、((2)()(3)()5、能级简并是指(n 个状态的能量是相同的状况)6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是(简并)的,简并度为(n )7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时,在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道?(答案3个)(可作填空或选择)8、氢原子的玻尔半径a 0=,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为()A ,半短轴分别为()A 、()A 。
解:根据半长轴20aa n Z =可得: 2.116a =A因1,2n φ= 由n b anφ=得 b 1=, b 2=9在气体放电管中,用能量为的电子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所能发射的光子能量中能是(A ) , (B) Ev .(C ) eV 、 eV 、19 eV ,(D ) eV 、 eV 、 eV . 答案(C)10在气体放电管中,用能量为的电子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3) 问答5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上?答(1)光谱的实验资料和经验规律,(2)以实验基础的原子核式结构模型,(3)从黑体辐射的事实发展出来的量子论。
6、在玻尔氢原子中,势能为负值,其绝对值比动能大,它说明什么含义?答说明电子被原子核所束缚得很紧,电子具有的动能不能挣脱原子核束缚而离开变为自由电子。
7、对处于第一激发态(n=2)的氢原子,如果用可见光照射能否例之电离?为什么?答不能。
因为根据玻尔能级跃迁公式,)121(122∝-=H R λ得而可见光中最短波长是所不能使之电离。
8、轻原子被激发到某一能级后,跃迁回到基态一共放出三条谱线,(1)试确定被激发到的能级的主量子数,(2)用能级跃迁图把这三条谱线表示出来,(3)并说明是属于什么线系?答:(1)n=3.9π2hnL =∴ 得证。
*10、用量子化通则证明普朗克能量量子化。
证明;因为谐振子的坐标为:t A qωcos =,动量:t mA qm p ωωsin -==& 由量子化通则得:T A m tdt m A pdq nh T 22022221sin ωωω===??而谐振子能量是2221A m E ω=νnh T nhE ==∴ 得证。
第三章1、波函数的标准条件是:()、()、()。
答(单值的、有限的、连续的)。
2、一个光子的波长为300A &,测量此波长的精确度为10-6倍,此光子的位置的不确定量是()mm 。
答 (解: λhp =由πλλλλ4)11(212hxhxh p x ≥=-=??得3、若一个电子处于原子中某能态的时间为10-8s ,则该能态的能量最小不确定量是()。
答案eV 8103.3-?解: π4hE t ≥eV th E 8103.34-?=?≥?π 4、一维简谐振子在n=2能级的量子化能量是()答:νh n )21(+=ννh h 25)212(=+5、已知德布罗意波函数为ψ,在t 时刻,单位体积内发现一个粒子的几率是()答:*ψψ 或2ψ6、若质量为m 的中子的德布罗意波长为λ,(不考虑相对论效应)则它的动能为()。
答案222λm h 7为使电子的德布罗意波长为λ,需要的加速电压为()。
答案222λme h U =7、波函数为什么要归一化?答:因为粒子必定要在空间中某一点出现,所以粒子在某时刻在空间的各点出现的几率总和等于1,所以波函数要归一化。
选择2玻恩对实物粒子的德布罗意波波涵数),,(z y x ψ的统计解释:答案(B )(A )),,(z y x ψ 表示t 时刻,(x ,y ,z )处单位体积内发现粒子的几率。
(B )2),,(z y x ψ 表示t 时刻,(x ,y ,z )处单位体积内发现粒子的几率。
(C )τd z y x ),,(ψ表示t 时刻在体积τd 中发现一个粒子的几率表达为(D )以上都不对。
3、从玻恩对实物粒子的德布罗意波的统计观点看粒子(电子)衍射结果是:答案(D )(A )亮纹处是粒子 | ? |2小到达几率小的地方,暗纹处是粒子 | ? |2大到达几率大的地方。
(B )亮纹处是粒子 | ? |2小到达几率大的地方,暗纹处是粒子 | ? |2大到达几率大的地方。
(C )亮纹暗纹处都是粒子 | ? |2大到达几率一样的地方。
(D )亮纹处是粒子 | ? |2大到达几率大的地方,暗纹处是粒子 | ? |2小到达几率小的地方。
4、若α粒子(电荷为2e )在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动,则α粒子的德布罗意波长是:(A )eRB h 2 ,(B )eRB h ,(C )eRBh 21 ,(D )eRBh 1。
答案(A )过程R v m eBv 22= meBRv 2= eRB h p h 2==λ。
计算:8、求氢原子中电子在第二能级(n=2)的轨道角动量大小?(结果用η表示)解:n=2时,1,0=l所以由轨道角动量η)1(+=l l L 得:9、电子和光子的波长都是2A&,它们的动量和总能量下面哪一个是对的 [ ]答C (A )电子、光子的动量和总能量都不相等。
(B )电子、光子的动量和总能量都相等。
(C )电子、光子的动量相等,总能量不相等。
(D )电子、光子的动量不相等,总能量相等。
第四、五指章1、碱金属光谱一般易观察的四个线系是()、()、()、()答:(主线系、第一辅助线系、第二辅助线系、柏格曼线系)2、碱金属原子能级与氢原子能级的差别(引起主量子数亏损)的原因是()、()。
答:(原子实的极化,、轨道贯穿)3、碱金属原子的能级中S 能级是(),其余能级是()。
答(单层的、双层的)3、第二族元素的光谱结构(),它们的能级分两套分别是()和()的结构。
答(相仿,单层,三层)4、泡利原理()。
答:在一原子中,不能有两个电子处于同一状态。
5、标志电子态的量子数是( s l m m s l n ,,,, )五个量子数。
选择1*标志电子态的量子数各表示的意义下面哪一个是正确的[ ]答D (A )n 为轨道量子数。
(B )l 为主量子数。
(C )S 为轨道取向量子数。
(D )s l m m ,分别为轨道和自旋空间取向量子数。
1、氦原子能级跃迁特点下面那一个不正确: [ ]答B (A )氦的基态和第一激发态之间能量相差很大有(B )三重态(三层能级)与单一态(单层能级)之间可以相互跃迁。
(C )第一激发态3S 1不可能自发跃迁到基态1S 0 。
(D )两套能级之间没有相互跃迁,而各自内部跃迁产生各自谱线。
2、判断下列各态中那一个原子态是存在的 [ ]答A (A ) 1S ,(B )1P 2 ,(C )2D 2 ,(D )5F 0 。
3、判断下列各态中那一个原子态是存在的 [ ]答A(A ) 3F 2 ,(B )5F 0 ,(C )3D 1/2 ,(D )6P 1/2 。
4、感金属元素的原子光谱的共同特点下面那一个是错的[ ]答D (A )原子光谱具有相仿结构,只是波长不同。
(B )一般都能易观察到四个线系。
(C )碱金属原子光谱线的波数也可表达为二光谱项之差(D )碱金属原子光谱项可表达为:*n RT =5、碱金属原子能级发生精细分裂的原因是下面那一个是对的 [ ]答A (A )电子自旋与轨道运动的相互作用。
(B )原子实极化。
(C )原子轨道贯穿。
(D )电子的椭圆轨道运动。
6、计算:某金属的原子态是3 2D 3/2表示下面那一个是对的:[ ]答C (A )2,2/3,3===j l n 的原子态。
多重数是2 (B )2/3,1,3===j l n 的原子态。
多重数是2 (C )2/3,2,3===j l n 的原子态。
多重数是2 (D )2/3,2,9===j l n 的原子态。
多重数是17、LS 耦合下的洪特定则下面表达那一个是错的 [ ]答D 从同一电子组态形成的各能级中:(A )那重数最高的,即S 值最大的能级位置最低。
(B )具有相同S 值的能级中,具有最大L 值的位置最你。
(C )对于同科电子,不同J 值的各能级顺序是:电子数小于闭壳层电子占有数的一半时,最小J 值的能级为最低。
(D )对于同科电子,不同J 值的各能级顺序是:电子数大于闭壳层电子占有数的一半时,最小J 值的能级为最低。
8、下列原子态中那些态之间可能发生跃迁的,请画出能级跃迁图解图:9、下列原子态中那些态之间可能发生跃迁的,请画出能级跃迁图第六章填空1、原子总磁矩是由()、()、()合成的。
答(电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核磁矩)2、具有二个或二个以上电子的原子总磁矩大小计算式是()答(J g P meg2=μ)3、外磁场对原子的作用使原子能级分裂成()层。
答(2J+1)4、塞曼效应是()。
答5、拉莫尔旋进是()答在外磁场B 中,原子磁矩J μρ受磁场力矩的作用,绕B 连续进动的现象。
选择1、原子态2P 3/2的g 因子是: [ ]答A (A )4/3 ,(B )17/15 (C )28/15,(D )0 。
2、原子态4D 1/2的g 因子是:[ ]答D (A )-5 ,(B )3 ,(C )8,(D )03、外磁场对原子4F 3/2能级分裂成几层 [ ]答C (A )-5 ,(B )3 ,(C )4,(D )04、外磁场对原子3P 2能级分裂成几层 [ ]答A (A )5 ,(B )3 ,(C )4,(D )05下面那一个是史特恩—盖拉赫实验证明证确的 [ ]答案A (A )角动量空间取向量子化,电子自旋假设是正确的,而且自旋量子数S=1/2 (B )角动量空间取向量子化,但不能证明电子自旋假设正确的。
(C )不能证明角动量空间取向量子化,但电子自旋假设是正确的,而且自旋量子数S=1/2 (D )以上都不对。