原子物理学试卷及答案5套

1、原子物理学1一填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。1按玻尔理论，原子只能处于一系列 的稳定状态，其中能量最低的定态称为 ，高于 的态称为 。2氢原子基态能量e1= ev，玻尔轨道半径 。3夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是 。4处于基态的银原子束通过一横向不均匀磁场时发生的两分裂（即史特恩-盖拉赫实验）揭示了电子 的存在，由于电子的 和 相互作用，碱金属原子能级出现了双层分裂（s项除外）。5x射线管发射的谱线由 和 两部分构成。它们产生的机制分别是 和 。6原子中量子数相同的最大电子数是 ；相同的最大电子数是 ； n相同的最大电子

2、数是 。7li原子的基态项为2s，当把li原子激发到3p态后，在不考虑精细结构的情况下，当li从3p激发态向低能级跃迁时可能产生的谱线为 ， ， 和 。 8铯的逸出功为1.9ev，则铯的光电效应阈频率为 ，阈值波长为 ；如果要得到能量为1.5ev的光电子，必须使用波长为 的光照射。9完成下列核反应： 得分评卷人 二单项选择题：本大题共6小题；每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1氢原子的基态能量约为-13.6ev，则电子偶素的基态能量为多少（电子偶素由一个电子和一个束缚态的正电子组成）？（a）-1.2ev （b）-3.4ev（c

3、）-6.8ev （d）-27.2ev （ ）2下列原子态中，可能存在的原子态是哪个？（a） （b）（c） （d） （ ）3假设钠原子（z=11）的10个电子已经被电离，则至少要多大的能量才能剥去它的最后一个电子？（a）13.6ev （b）136ev（c）13600ev （d）1.64kev （ ）4静止的发生衰变后，粒子和子核动能大小之比为多少？（a）111：2 （b）3：111（c）2：111 （d）1：1 （ ）5下列说法正确的是：（a） 原子核衰变过程一定是放能的； （b） 原子核衰变过程一定是吸能的；（c） 原子核衰变过程既不放能也不吸能； （d） 原子核衰变过程既可放能也可吸能。 （

4、 ）6核和核的结合能分别为和，则两者的关系如何？（a） （b）（c） （d）无法确定 （ ）得分评卷人 三计算题：本大题共6小题；共55分。答案请写在答题纸上。1 用能量为12.5ev的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能级跃迁时，会出现哪些波长的光谱线？2 已知下列核素处于基态时的静质量为：；：；：；：。（1） 求，的结合能；（2） 求核反应的反应能。已知反应中各核都处于基态3钾原子的价电子从第一激发态向基态跃迁时，产生两条精细结构谱线，其波长分别为和。现将该原子置于磁场b中（设为弱场），使与此两精细结构谱线有关的能级进一步分裂。试计算各能级分裂大小，并绘出分裂后的能级图。4在康普顿

5、散射中，若入射光子的能量等于电子的静止能，试求散射光子的最小能量及电子的最大动量。5动能为的粒子被金核以散射时，它的瞄准距离（碰撞参数）为多大？若金箔厚，则入射粒子束以大于散射（称为背散射）的粒子数是全部入射粒子的百分之几？（已知：金原子的原子序数为原子量为；密度为6在考古工作中，可以从古生物遗骸中的含量推算古生物到现在的时间。设是古生物遗骸中和存量之比，是空气中和的存量之比。试证明：，式中为的半衰期。密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 试卷（b卷）一填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。1.1911年卢瑟福根据 粒子在原子内的 散射现象，而提

6、出了原子的 结构模型。2广义巴尔末公式，式中：是 ，当时，公式描述的是氢原子的 ，对于该线系，的取值范围是 。3某类氢离子的巴尔末系和赖曼系主线的波长差等于133.7nm，则该类氢离子的原子序数为z= 。4处于第一激发态氢原子的电离电势为 。5某碱金属原子，其核外价电子位于3p轨道上，考虑自旋效应，则可能的原子态是： 和 。6某原子n=1壳层，n=2壳层和3s次壳层都填满，3p次壳层只缺一个电子，则该原子的原子序数z= ，基态光谱项为 ，这是 原子。7放射性核素的三种衰变类型是 ， 和 。8裂变条件是 。9原子处于状态，它的磁矩为 ；磁矩的投影的可能值为 ， ， ， 。得分评卷人 二单项选择题

7、：本大题共6小题；每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1欲使电子与处于基态的锂离子发生非弹性散射，电子具有的动能至少为多少？（a）10.2ev （b）40.8ev（c）91.8ev （d）122.4ev （ ）2在核反应中，反应能，为使反应得以进行，粒子的动能至少为多少？（a）1.19mev （b）1.53ev（c）1.28mev （d）克服库仑势，进入靶核 （ ）3今有若干个电子和核组成的原子，其中一个态是态，则该原子的电子数可能是多少？（a）4个 （b）1个（c）3个 （d）5个 （ ）4某原子处于态，则其ls的可能值为下列

8、哪一个？（a）32 （b）52（c）-32 （d）-32/2 （ ）5在12.4kv电压下工作的x射线管所产生的最短波长约为多少？（a） （b）（c） （d） （ ）6若原子处于状态，其朗德因子g的值为（a）1/6 （b）2/3（c）6/5 （d）7/6 （ ）得分评卷人 三计算题：本大题共6小题；共55分。答案请写在答题纸上。1试证实：原子在状态的磁矩等于零，并根据原子矢量模型对这一事实作出解释。2对于氢原子、一次电离的氦离子和两次电离的锂离子，基态到第一激发态所需的激发能量和电子在基态的结合能分别为多少？3钠原子光谱的共振线（主线系第一条）的波长，辅线系线系限的波长，试求：（1）、对应的光

9、谱项和能量；（2）钠原子基态电子的电离能和由基态到第一激发态的激发能。4放射射线成为，从含有一克的一片薄膜测得每秒放射4100粒粒子，试算出的半衰期。5铍原子基态的电子组态是，若其中有一个电子被激发到态，按l-s耦合可以形成哪些原子态？写出有关的原子态的符号。从这些原子态向低能态跃迁时，可以产生几条光谱线？画出相应的能级跃迁图。若那个电子被激发到态，则可能产生的光谱线又为几条？6试问：4.5mev的粒子与金核对心碰撞时的最小距离是多少？若把金核改为核，则结果如何？（已知：金原子的原子序数为z=79）密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 试卷（c卷）一填空

10、题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。1 在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中， 实验起了重大作用。2 夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是 。3 处于原子态的氢原子的轨道角动量的值是 ，轨道角动量可取的值是 。4 碱金属原子光谱公式中的有效量子数不是整数的主要原因是： 。5 核子的平均结合能是表示原子核 的一个物理量，越大，则原子核越 。6 从x射线标识谱不显示 的变化，同化学 无关和光子 很大来看，可以知道，它是原子内层电子跃迁产生的。7 原子的次壳层按泡利原理一共可以填 个电子。8 泡利不相容原理可以表示为 。据此，n壳层能容

11、纳的最多电子数为 ，l支壳层能容纳的最多电子数为 。9 经过 次衰变， 次衰变才变成；在上述一系列变化过程中共损失了 个中子。得分评卷人 二单项选择题：本大题共6小题；每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1碱金属原子光谱的精细结构是由于下列哪个原因引起的？（a）原子实的极化 （b）价电子的轨道贯穿效应（c）电子自旋-轨道相互作用 （d）外磁场的影响 （ ）2已知：，及的质量分别为：，则原子可发生怎样的放射性衰变（a）衰变； （b）只能发生衰变，不能发生衰变；（c）只能发生衰变，不能发生衰变； （d）既有衰变，又有衰变。 （ ）3

12、设代表衰变常数，为半衰期，为平均寿命，则下列哪种说法正确？（a）越大，则衰变越快； （b）越大，则衰变越快；（c）越小，则衰变越快； （d）越大，则衰变越快 。 （ ）4使氢原子从基态电离所需要的最小能量约为多少？（a）1.36ev （b）0.136ev（c）13.6ev （d）-13.6ev （ ）5下列说法正确的是：（a）核力是长程力； （b）核力与电荷有关；（c）核力是弱作用力； （d）核力具有饱和性 （ ）6核反应过程遵循：（a）静质量守恒； （b）静能守恒；（c）动能守恒； （d）动量守恒。 （ ）得分评卷人 三计算题：本大题共6小题；共55分。答案请写在答题纸上。1原子序数z=3，

13、其光谱的主线系可以用下式表示：，已知原子电离成需要203.44电子伏特的功，问如要把电离为，需要多少电子伏特的功？2已知锂原子光谱主线系最长波长及锐线系的线系限波长分别为：和，求锂原子的第一激发电势和电离电势。3从下列各粒子的质量数据中选用需要的数值，算出中每核子的平均结合能： ：；：； ：；：；：。4一束粒子垂直射至一重金属箔上，试求粒子被金属箔散射后，散射角大于的粒子数与散射角大于的粒子数之比。5已知氦原子的一个电子被激发到轨道，而另一个电子还在轨道，试作出能级图来说明可能出现哪些光谱线的跃迁。6锌原子光谱中的一条谱线在b为的磁场中发生塞曼分裂，试问：从垂直于磁场方向观察，原谱线分裂为几条

14、？相邻两谱线的波数差等于多少？是否属于正常塞曼效应？并请画出相应的能级跃迁图。密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 试卷（d卷）一填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。1 在认识原子结构，建立原子的核式模型的进程中， 实验起了重大作用。2 夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是 。3 线状光谱是 所发的，带状光谱是 所发的。4 碱金属原子光谱的精细结构是由于电子的 和 相互作用，导致碱金属原子能级出现双层分裂（s项除外）而引起的。5衰变的一般方程式为： 。放射性核素能发生衰变的必要条件为 。6原子

15、中量子数相同的最大电子数是 ；相同的最大电子数是 ； n相同的最大电子数是 。7x射线管发射的谱线由 和 两部分构成，它们产生的机制分别是： 和 。8二次电离的锂离子的第一玻尔半径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为： ， ， 和 。9泡利为解释衰变中粒子的 谱而提出了 假说，能谱的最大值对应于 的动量为零。得分评卷人 二单项选择题：本大题共6小题；每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。1 两个电子的轨道角动量量子数分别为：，则其总轨道角动量量子数可取数值为下列哪一个？（a）0，1，2，3 （b）0，1，2，3，4

16、，5（c）1，2，3，4，5 （d）2，3，4，5 （ ）2 静止的发生衰变后，粒子和子核动量大小之比为多少？（a）111：2 （b）3：111（c）2：111 （d）1：1 （ ）3 在原子物理和量子力学中，描述电子运动状态的量子数是：，由此判定下列状态中哪个状态是存在的？（a）（1，0，0，-1/2） （b）（3，1，2，1/2）（c）（1，1，0，1/2） （d）（3，4，1，-1/2） （ ）4 在核反应中，反应能，为使反应得以进行，入射粒子的动能至少为多少？（a）15.99mev （b）16.64mev（c）18.88mev （d）克服库仑势，进入靶核 （ ）5 钾原子的第十九个电子

17、不是填在3d壳层，而是填在4s壳层，下面哪项是其原因？（a） 为了不违反泡利不相容原理；（b） 为了使原子处于最低能量状态；（c） 因为两状态光谱项之间满足关系 （d） 定性地说，3d状态有轨道贯穿和极化效应，而4s状态没有轨道贯穿和极化效应。 （ ）6 基态原子态为的中性原子束，按史特恩-盖拉赫方法，通过不均匀横向磁场后分裂成多少束？（a）2； （b）3； （c）5； （d）7。 （ ） 得分评卷人 三计算题：本大题共6小题；共55分。答案请写在答题纸上。1 试计算氢原子的三个能级的能量（用ev为单位）。并按比例作出相应的能级图。假设使氢原子激发到n=3的能态上，标出受激氢原子向较低能级跃迁

18、时可能发出的谱线，并注明各是属于哪个线系的，且计算其中波长最短的一条谱线的波长。2 na原子基态3s。已知其共振线波长为，漫线系第一条的波长为，基线系第一条的波长为，主线系的系限波长为，试求各谱项的项值。3 在史特恩-盖拉赫实验中，不均匀横向磁场梯度为，磁极的纵向范围，磁极中心到屏的距离，使用的原子束是处于基态的钒原子，原子的动能，试求束上线束边缘成分之间的距离。4 已知铅的k吸收限为，k线系各谱线的波长分别为：；，现请：（1） 根据这些数据绘出有关铅的x射线能级简图；（2） 计算激发线系所需的最小能量与线的波长。5 试求核反应的反应能及其阈能。有关同位素的质量如下： ：；：；：；：。6假定金

19、核半径为，试问：入射质子需要多少能量，才能在对头碰撞时刚好到达金核的表面（已知金原子的原子序数为z=79）？若金核改为铝核，使质子在对头碰撞时刚好到达铝核的表面，那么，入射质子的能量应为多少？设铝核半径为。密封线 密封线内不要答题，班级、姓名、学号必须写在密封线内。班级 姓名 学号 试卷（e卷）一填空题：本大题共9小题；每小题3分，共27分。5 原子核是由_和_组成的，原子核的线度在 数量级；原子的线度在 数量级。6 玻尔原子理论的三条基本假设是 ， ， 。7 夫兰克-赫兹实验中用 碰撞原子，测定了使原子激发的“激发电势”，从而证实了原子内部能量是 。8 某碱金属原子，其核外电子位于3d轨道上

20、，考虑自旋效应，则可能的原子态是： 和 。9 有一种原子基态时，其电子壳层是n=1,2壳层和3s次壳层都填满，3p次壳层填了一半，该原子是 原子，它的电子数是 。10 原子中 分布的周期性决定了元素周期表中元素性质的周期性，各族元素的化学性质都取决于 的分布。11 衰变的一般方程式为： 。放射性核素能发生衰变的必要条件为 。12 核素，中， 和 ， 和 ， 和 是同位素； 和 ， 和 ， 和 是同量异位素， 和 ， 和 ， 和 是镜核， 和 ， 和 是同中子素。13 一次电离的氦离子的第一玻尔半径，电离电势，第一激发电势和赖曼系第一条谱线波长分别为 ， ， 和 。得分评卷人 二单项选择题：本大

21、题共6小题；每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的，请把正确选项的字母填在题后的括号内。7 关于x射线连续谱的最短波长，下列说法中正确的是哪个？（a） 随靶材料的质量增加而增加；（b） 与靶材料的原子质量有关；（c） 与靶材料的电荷数有关；（d） 与靶材料无关。 （ ）2在核反应中，反应能，为使反应得以进行，粒子的动能至少为多少？（a）1.19mev （b）1.53mev（c）1.28mev （d）克服库仑势，进入靶核 （ ）3不能说明电子具有自旋的实验是哪个？（a） 碱金属原子光谱的精细结构；（b） 夫兰克-赫兹实验；（c） 史特恩-盖拉赫实验；（d） 塞曼效应。 （ ）4x射线的特征谱是由于什么原因产生的？（a） 原子中价电子在不同能级间跃迁产生的；（b） 高速电子在靶上减速产生的；（c） 原子中内层电子的跃迁产生