原子物理 习题2
高二物理《原子物理》练习卷
高二物理《原子物理》练习卷一、选择题1．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有 （ ）A ．原子的中心有个核，叫做原子核B ．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C ．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D ．带负电的电子在核外绕原子核做旋转运动2．欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是 （ ）A ．用10.2eV 的光子照射B ．用11eV 的光子照射C ．用14eV 的光子照射D ．用11eV 的电子碰撞3．在X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U 、普朗克常数h 、申子电荷量e 和光速c ，则可知X 射线管发出的X 光的 （ ） A ．最短波长为eUhc B ．最长波长为eU c hC ．最小频率为h eUD ．最大频率为h eU 4．某原子核A 经β衰变，变为B 原子核，B 核经α衰变，变为C 原子核，则 （ ）A ．原子核A 的中子数减原子核C 的中子数等于2B ．原子核A 的质量数减原子核C 的质量数等于5C ．原子核A 的质子数减原子核C 的质子数等于1D ．原子核A 的质子数比原子核B 的质子数减少15．一个质子与一个中子结合成一个氘核时，释放2.2MeV 的能量;两个质子与两个中子结合成一个氦核时，释放28.3MeV 的能量.现把两个质子与两个中子先结合成两个氘核，再把两个氘核结合成一个氦核，那么在全过程中，共释放能量 （ ） A ．23.9MeV B ．26.1MeV C ．28.3MeV D ．30.5MeV6．关于原子核，下列说法正确的是 （ ）A ．α粒子散射实验说明原子核有复杂结构B ．20个放射性元素的原子核经一个半衰期有10个发生了衰变C ．同一元素的同位素具有相同的质子数D ．原子核中任一核子只与相邻核子间有很强的核力作用7．原子从一个能级跃迁到一个较低能级时，有可能不发射光子.在某种条件下，铬原子2=n 能级上的电子跃迁到1=n 能级上并不发射光子，而将相应能量交给4=n 能级上的电子，使之脱离原子，此现象叫俄歇效应，脱离了原子的电子叫俄歇电子.已知铬原子的能级公式为2/n A E n -=，式中 321、、=n 表示不同能级，A 是正的已知常数.上述俄歇电子的动能是（ ）A ．163AB ．167AC ．1611AD ．1613A 8．对α粒子散射实验装置的描述，下列说法正确的是 （ ）A ．主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜B ．金箔的厚薄对实验无影响C ．如果改用铝箔就不能发生散射现象D ．实验装置放在真空中9．下面几个理论中，吸收了普朗克在研究热辐射的能量分布时提出的量子理论的有（ ）A ．卢瑟福提出的原子核式结构学说B ．汤姆生提出的原子模型C ．爱因斯坦创立的光子说D ．麦克斯韦提出的光的电磁说10．为了探测宇宙本源，“阿尔法磁谱仪”（AMS ）将在太空中寻找“反物质”，以回答有关宇宙起源的重要问题。
高考物理最新近代物理知识点之原子结构专项训练及答案(2)
高考物理最新近代物理知识点之原子结构专项训练及答案(2)一、选择题1．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：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是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性2．不断发现和认识新现象，进而理解事物的本性，这是一切科学发展的必由之路。
下列说法正确的是A．放射性元素衰变的快慢是由原子所处的化学状态和外部条件决定的B．原子核越大，它的比结合能越大C．电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构D．如果大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出6种不同频率的光3．如图所示为氢原子的能级结构示意图，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辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是（ )A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV4．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同金属的逸出功如下表所示：铯钙镁铍钛金逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 3.9 4.1 4.8大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属铯发生光电效应的光子有几种A．2B．3C．4D．55．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大6．下列说法正确的是A．比结合能越小的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能与动能之和不变C．原子核发生一次β衰变，原子核内的一个质子转变为一个中子D．处于激发态的原子核辐射出γ射线时，原子核的核子数不会发生变化7．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A．阴极射线本质是氢原子B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子D．阴极射线本质是X射线8．根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（）A ．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固B ．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV ，则动能等于12.09eV 的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态C ．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大D ．铀核23892(U)衰变为铅核20682(Pb)的过程中，中子数减少21个9．氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )A ．b a c λλλ=+B ．b a c λλλ=C ．111baeλλλ=+D ．b a cE E E =-10．可见光光子的能量在1. 61～3.10 eV 范围内。
高中物理《原子物理》练习2
高中物理《原子物理》练习21.对于原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素2.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（）A．核外电子受力变小B．原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子3.氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论下述说法中正确的是（）A．电子绕核旋转的半径增大 B.氢原子的能级增大C．氢原子的电势能增大 D.氢原子的核外电子的速率增大4．根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（）A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值5．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是（）A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B．原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的6．根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是（）A．电子轨道半径越大B．核外电子的速率越大C．氢原子能级的能量越大D．核外电子的电势能越大7．对玻尔理论的下列说法中，正确的是（）A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设B．对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D．玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的8．对玻尔理论的评论和议论，正确的是[]A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念D．玻尔理论仍保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念9．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，已知r a>r b，则在此过程中（）A．原子要发出一系列频率的光子 B．原子要吸收一系列频率的光子C．原子要发出某一频率的光子 D．原子要吸收某一频率的光子10. 氢原子的核外电子，在由能级较高的定态跃迁到能量较低的定态的过程中（）A．辐射光子，获得能量 B．吸收光子，获得能量C．吸收光子，放出能量 D．辐射光子，放出能量11. 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时（）A.要吸收光子，电子的动能、电势能都增加B.要吸收光子，电子的动能增加，电势能减少C.要放出光子，电子的动能增加，电势能减少D.要放出光子，电子的动能、电势能都减少12．氢原子从激发态跃迁到基态时，则核外电子( )A．动能增加，电势能减少，动能的增加量小于电势能的减少量B．动能增加，电势能减少，动能的增加量等于电势能的减少量C．动能减少，电势能增加，动能的减少量大于电势能的增加量D．动能减少，电势能增加，动能的减少量等于电势能的增加量。
原子物理学习题(参考答案)
【1-6】一束α 粒子垂直射到一重金属箔上，求α 粒子被金属箔散射后，散射角θ ≥600 的 α 粒子数与散射角θ ≥900 的α 粒子数之比。
Z Z e2 dN 1 2 sin 4 ( ) Nnt ( 1 2 2 ) 2 2 4 0 2Mv 解：由 d 可得散射角 90 的α 粒子数为
2
1 ) 180 0 sin 2
5.06 10 14 m
α 粒子与 7Li 核对心碰撞的最小距离（考虑质心系运动）
rm
1 4 0 1 4 0 1 4 0
Z1 Z 2 e 2 (1 v 2 Z1 Z 2 e 2 (1 2 Ec
2
1 sin 1 sin
2
)
2
原子物理学习题 一、选择10-8m ； C C、10-10m ；
D、10-13m 。 C
（2）原子核式结构模型的提出是根据 粒子散射实验中 A、绝大多数 粒子散射角接近 180 ； C、以小角散射为主也存在大角散射；
B、 粒子只偏 2 ～3 ； D、以大角散射为主也存在小角散射。
散射角 60 的α 粒子数
N dN (
1 4 0
) 2 Nnt (
Z1 Z 2 e 2 2 ) 2Mv 2
180
1 sin
4
2
d
散 射 角
60 的 α 粒子数与散 (
α 【2-2】 分别计算 H、 He+、 Li++： （1）第一波尔半径、第二波尔半径及电子在这些轨道上的速度； （2）电子在基态的结合能； （3）由基态到第一激发态所需的激发能量及由第一激发态到基态所辐射的光子的波长。 解： （1）由
原子物理习题解答2.docx
6.1计算原子处于2D3/2态朗德g 因子和Z 方向的磁矩. 解：原子态2。
3/2对应S=l/2,L=2,7=3/2,则朗德g 因子(言+ l)+*x(* + l)—2x(2 + l)_, 5 1 "V + D + MS + KL + l)： 1| 方幻—2J(J + 1) ~ 2xfx 4 3 ] ] 3 6 2R JZ =；将心)分别代入，可得=±N 〃B ，±E 〃B 、* +1) 解: ls3d 1D 2 矿 ^jiSn (1，1，1； °，°，0; -1, -1, —1).B B o ■线 b 线 〃线 6.2氮原了单态食3(1。
,一ls2piPi 跃迁发出的谱线波长为667.8Inm,在B=1.2T 的磁场中发生正常塞曼效应.(1)垂直于磁场方向观测有几条谱线?波长是多少?(2)迎着磁场方向观测有几条谱线?波长各是多 -2 2 -1 1 -0 0--1 -1 --2 -2 成8 ls2pE / 可见，(1)垂直于磁场方向观测有三条线， ,1 1 z - 4 4由 ----- =L 侍 A =4] 4 1 0 -1 o 71 a Mj v+Av v v-Av \ r71 1o -iMjgj47imcA 1 + 2L 1 + AeB / 47imc 4 Time + AeB4》x9.1xl0—3i3xl08x6.6781xl0—7= ------------------ ------- ------------------- = ------------ - ------ =6.6778xlO (m) = 667.78nm 4^x9.1xlO -313xlO 8 +6.6781X10-7 xl.6xl0-19 xl.2 2 = 667.8 Inm1 1 , F C 2再由 ------ =L 侍 A 2 = ------------ 47imcA 2 22 1-2L4/me — AeB 4”9.1xl0T3xl08x6.6781xl0—7= ------------------ rr------- 7 ------------------- -------------- ------- = 6.6783xlO (m) = 667.83nm 4^-X 9.1X 10"313X 108 -6.6781X 10-7 xl.6xl0-19 xl.2(2)迎着磁场方向观测只能观测到波长为4=667.78nm 和22 = 667.83nm 的两条o ■线;波长为 2 = 667.8 Inm 的n 线观测不到.6.3锌原了光谱正常的一条谱线(3S^3P 0)在B=1.00T 的磁场中发生塞曼分裂.从垂直于磁场方向观测，原解:从垂直于磁场方向观测，原谱线分裂为三条，相邻谱线波数差相等，均为 A 〜0 0 eB 1.6xlOT9xl.O_i\ Av =2L = 2 ---------- = ------------------- 7： ------- = 93.278(〃？) 4 砌c 2^x9.1xl0-31 x 3x10s故不属于正常塞曼效应.6.4已知纳原了的D I ,D2线间隔为1720m 4,求有效核电荷数Z.在钠原了的光谱线中，谱线Di 来自第一激发态32p”到基态32S 1P 的跃迁，其波长为589.6nm,当钠原了放在磁场B 中时，D 】线将分裂为四条谱线, 设磁场强度B=0.2T,求四重线中最短与最长的两条谱线之间的波长差. 四重线中最短与最长的两条谱线之间的波长差由:—4 min1“maxZH A2 8 r 得： ------- =~L2.2 3min maxBiJ:A2 = -L22 =-—L6M ：x0.2_ x5 8962 xl0-i4 = 8 6469x1012(/«) = 8.6469x 10" A 3 3 47x9.1x10 31x3x1086.5基态钠原子处在磁场为B 的微波谐振腔中，频率为v = 1.0xl()i°Hz 的电磁波经波导输入谐振腔，磁场多强时，电磁波能量会被强烈吸收？解：基态钠原子符号 3S 2S I /2 :S=1 /2,L=0,J= 1 /2,gj=2,Mj= +1/2.两子能级间隔:AE = g J /H B B 当电磁波能量被强烈吸收时，有hv = gj/J B Bn hv 6.63xlO-34xl.OxlO 10 l.OxlO 10 x4^x9.1xlQ-31B = ------- = ---------- 话 --------- 新 ---- = ----------------- 商 ----- =0.357356 TW B 2x1.6x1-19x6.63x10-34/4如 2xl.6xT 196.6在核磁共振谱仪中，当共振频率调谐到42.57MHz 时观测到含氢样品的共振吸收,求所加磁场的大小. 当调谐到16.55MHz 时,观测到’Li 样品的共振吸收，已知g H = 5.585,1- = 3/2,计算7Li 的g 因了和 磁矩值. 解：由 hv == g ；jU N B 得，hv hv…，… ，… A TI M V 4勿 X 1.67X 10 27X 4.257X 107 , NB = ____ — _________ — ______ — ________________________ = ] .0 (T)g —N g[he/4沛1 egj 1.6xr 19 x5.585对 ’Li 油 hv = g lLi M N B_ hv _ hv _ 4*“ _ 4〃x 1.67xl(T27 xl.655xl (r _ 2 ]7 S ，u ~ ~ Bhe / 4 兀M ~ eB ~ 1.6xF 19xl.O —' = S I J^N = 2.17X *〃N = 3.255〃N6.7试证明原子在6G3/2态的磁矩为0,用矢量模型说明之。
原子物理试题精选及答案
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。
(完整word版)原子物理习题
基本练习：1．选择题:（1)在正常塞曼效应中，沿磁场方向观察时将看到几条谱线：CA ．0;B 。
1; C.2； D 。
3 （2)正常塞曼效应总是对应三条谱线，是因为:CA ．每个能级在外磁场中劈裂成三个； B.不同能级的郎德因子g 大小不同； C ．每个能级在外场中劈裂后的间隔相同； D.因为只有三种跃迁 (3）B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩（g ＝2／3）是 AA 。
B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D 。
B μ22。
(4)在强外磁场中原子的附加能量E ∆除正比于B 之外,同原子状态有关的因子有:DA 。
朗德因子和玻尔磁子B 。
磁量子数、朗德因子 C.朗德因子、磁量子数M L 和M J D 。
磁量子数M L 和M S （5)塞曼效应中观测到的π和σ成分,分别对应的选择定则为：AA ；)(0);(1πσ±=∆J M B. )(1);(1σπ+-=∆J M ；0=∆J M 时不出现； C 。
)(0σ=∆J M ，)(1π±=∆J M ； D 。
)(0);(1πσ=∆±=∆S L M M (6）原子在6G 3/2状态,其有效磁矩为：B A ．B μ315； B. 0; C. B μ25; D 。
B μ215- （7）若原子处于1D 2和2S 1/2态，试求它们的朗德因子g 值：D A ．1和2/3； B.2和2/3； C.1和4/3； D 。
1和2 (8）由朗德因子公式当L=S,J ≠0时,可得g 值：CA ．2; B.1； C 。
3/2； D.3/4 （9）由朗德因子公式当L=0但S ≠0时,可得g 值:DA ．1； B.1/2； C.3； D 。
2（10)如果原子处于2P1/2态,它的朗德因子g值：AA.2/3;B.1/3;C.2;D.1/2（11）某原子处于4D1/2态,若将其放于弱磁场中，则能级分裂为：CA．2个；B。
9个； C.不分裂；D。
原子物理练习题 附参考答案
原子物理1.下列说法中正确的是（ ）A.玛丽·居里首先提出了原子的核式结构学说B.卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说C.查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D.爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说2.为强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦，2004年6月，联合国第58次大会通过决议，确定2005年为“世界物理年”.爱因斯坦是继牛顿之后最伟大的科学家之一，他在1905年发表的五篇论文涉及了分子动理论、相对论和量子理论，为日后的诸多技术奠定了基础.关于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法正确的是 （ ）A.E =mc 2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据ΔE =Δmc 2可以计算核反应中释放的核能C.一个质子和一个中子结合成氘核时释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D.E =mc 2中的E 是发生核反应时释放的核能3.从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是 （ ） A.原子核中，有质子、中子，还有α粒子B.原子核中，有质子、中子，还有β粒子 C.原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D.原子核中，只有质子和中子4.关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）A.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强 B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 C.γ射线一般是伴随着α或β射线产生的，它的穿透能力最强D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最强5.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的，u 夸克带电荷量为32e ，d 夸克带电荷量为-31e ，e 为元电荷.下列论断中可能正确的是（ ）A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成 6.用中子轰击氧原子核的核反应方程式为O 168+n 10→N a7+X 0b.对式中X 、a 、b 的判断正确的是（ ） A.X 代表中子，a =17,b =1B.X 代表电子，a =17,b =-1C.X 代表正电子,a =17,b =1D.X 代表质子，a =17,b =1 7.下列说法正确的是（ ）A.H 21+H 31→He 42+n 10是聚变B.U 23592+n 10→Xe 14054+Sr 9438+2n 10是裂变C.Ra 2411→Rn22288+He 42是α衰变D.Na 2411→Mg 2412+e 01-是裂变8.钍核Th 23290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Pb 20882，它比Th 23290少8个中子B.铅核的符号为Pb 20478，它比Th 23290少16个中子C.铅核的符号为Pb 20882，它比Th 23290少16个中子D.铅核的符号为Pb 22078，它比Th 23290少12个中子9.核反应方程He 42+N 147→O178+H 11是发现质子的核反应方程，关于这个方程，下列说法正确的是（ ）A.这个核反应方程是人类首次实现的原子核的人工转变B.完成这个核反应方程实验的科学家是卢瑟福C.这个核反应方程利用了放射源放出的β射线D.这个核反应方程利用了放射源放出的α射线10.美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（Ni 6328）和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能.下面有关该电池的说法正确的是（ ）A.镍63的衰变方程是Ni 6328→e 01-+Cu 6327 B.镍63的衰变方程是Ni 6328→e 01-+Cu 6429 C.外接负载时镍63的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从铜片到镍11 .1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家.下列核反应方程中属于研究“两弹”的基本核反应方程式的是（ ）A.N 147+He 42→O 178+H 11B. U 23592+n 10→Sr 9038+Xe 13654+10n 10C. U 23892→Th 23490+He 42D.H 21+H 31→He 42+n 1012.下图为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋（P o ）放出α射线轰击铍时会产生粒子流a ，用粒子流a 打击石蜡后会打出粒子流b ，经研究知道 （ ）A.a 为质子，b 为中子B.a 为γ射线，b 为中子C.a 为中子，b 为γ射线D.a 为中子，b 为质子 3.下列说法正确的是 （ ）A.α射线和γ射线都是电磁波B.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的总质量总小于原核的质量 4.下图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）5.如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定（ ）A.原子核只可能发生β衰变B.原子核可能发生α衰变或β衰变C.原子核放出一个正电子D.原子核放出一个中子6.贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染.人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病.下列结确的是（ ）A.铀238的衰变方程式为：U 23892→Th 23490+He 42 B. U 23592和U 23892互为同位素C.人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D.贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性17.原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国已建设了秦山和大亚湾两座核电站，下面关于这两座核电站的说法中正确的是（ ）A.它们都是利用核裂变释放原子核能B.它们都是利用核聚变释放原子核能 C.秦山核电站是利用核裂变释放原子核能，大亚湾核电站是利用核聚变释放原子核能D.以上说法都不正确 18.最近一段时间，伊朗的“核危机”引起了全球瞩目，其焦点问题就伊朗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，还可以生产可供研制核武器的钚239（Pu23994），这种Pu23994可以由铀239（U 23992）经过n 次β衰变而产生，则n 的值是（ ）A.2 B.239 C.145D.9219.在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是 （ ） A.γ射线的贯穿作用B.α射线的电离作用C.β射线的贯穿作用D.β射线的中和作用20.质子的质量为mp ，中子的质量为mn ，氦核的质量为m α，下列关系式正确的是 （ ） A.m α=2m p +2m n B.m α＜2m p+2m n C.m α＞2m p +2m n D.以上关系都不对21已经证实质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电荷量为32e ，下夸克带电荷量为-31e ,e 为电子所带电荷量的大小.如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l,l=1.5×10-15 m.试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）.22钍核Th 23090发生衰变生成镭核Ra 22688并放出一个粒子。
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Rhc=13.6eV
与里德伯公式比较
~ 1
Z 2R( 1 n2
1) n'2
可得里德伯常数
R me (c)2 2 2e4me
2hc
(4 0 )2 ch3
R=109737.315cm-1=1.09737315nm-1
考虑核运动后的R的表达式
M RA R M me
（B）-3.4eV
（C）-6.8eV
（D）-27.2eV
10.欲使电子与处于基态的锂离子Li++发生非弹性
散射，电子具有的动能至少为多少？ [ C ]
（A）10.2eV
（B）40.8eV
（C）91.8eV
（D）122.4eV
二、填空题
1.普朗克提出的量子假说，解决了经典物理在 ____黑_ 体辐射 问题上所遇到的困难。
6.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 _0_._4_24nm。
rn
n2 Z
4 02 e 2
7.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 10._2____eV。
8．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
即考虑原子核的运动,对里德伯常数修正,将公式中电 子的质量换为电子与原子核的折合质量.
波尔理论的实验验证:(1)氢及类氢光谱; (2)弗兰克-赫兹实验证实了能级量子化
波尔模型的推广:波尔-索末菲模型
考虑相对论修正
En
Ek
Ep
(m m0 )c2
Ze2
4 0rn
(m m0 )c2
4．一次电离的氦离子（He+）处于n=2的激发态，根
据波尔理论，能量E为
[ C]
A. -3.4eV B. -6.8eV C. -13.6eV D. -27.2eV
5.He+中的电子由某个轨道跃迁到另一轨道，相应物理量可能
发生的变化如下：
[C ]
A. 总能量增加，动能增加，加速度增加，线速度增加；
B. 总能量增加，动能减少，加速度增加，线速度减少；
第二章习题课
本章内容回顾
卢瑟福的原子核式结构不能解释原子的稳定性 同一性和再生性，也不能解释原子的线状光谱特征， 因此玻尔在卢瑟福核式结构模型基础上并结合巴尔末 等提出的氢原子光谱公式，加入了量子化条件，提出 了关于氢原子模型理论的三个假设，成功地解释了氢 原子以及类氢原子光谱.索末菲将波尔理论的圆形轨道 推广为椭圆轨道并引入了相对论修正,可以解释实验中 观察到的氢原子光谱的精细结构.
（C） 可能辐射出三种不同能量的光子；
（D） 这种情况下，能级间跃迁的n=1
7．夫兰克—赫兹实验证明了[ B ]
A.原子内部能量连续变化 B.原子内存在能级
C.原子有确定的大小
D.原子有核心
8.如图表示从基态起汞原子可能的某些 能级（以eV 为单位），总能量为9eV的 自由电子与处于基态的汞原子碰撞，碰 撞之后电子所具有的能量（以eV为单位） 可能值是什么？（允许忽略汞原子动量
的变化）。 [ C]
A. 0.2, 1.4, 4.1； B. 2.3, 3.5, 4.1； C. 0.2, 2.3, 4.1； D. 1.4, 0.2, 3.5。
9．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）？
[ C]
（A）-1.2eV
2．铯的逸出功为1.9eV，则铯的光电效应阈频率
为 4.581014Hz，阈值波长为 6550Å ；如果要得
到能量为1.5eV的光电子，必须使用波长为_3_64_7_Å__
的光照射。
h 0
hc
0
0
hc
h h c 1 mv2 hc ...
2
1 mv2
｛ Ze2 4 0r 2
me
v2 r
rn
n2 Z
4 02
me e 2
n2 Z
r1
L mevr n
vn
Z n
(c)
Z n
v1
En
1 Ze2
2 4 0rn
1 2
me
(c
Z n
)
2
1 2
me
vn2
Ek
Ep 2
Z 2hcT (n) Z 2hc R n2
2
3．广义巴尔末公式，
式中：
是波数 ， 当m=1 时，公式描述的是氢莱原曼子系
的
，对于该线系，n的取值2范,3围,4是....
n=________
4．按玻尔理论，原子只能处于一系列 不连续 的稳定
状态，其中能量最低的定态称为 基态 ，高于此态 的态称为 激发态 。
5.夫兰克-赫兹实验中用 电子 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 量子化的 。
量子假设的实验证实：黑体辐射和光电效应
普朗克为了解释黑体辐射实验，引入了能量交换量子 化的假说.
爱因斯坦发展了普朗克的假说,引入了光量子的概念, 成功解释了光电效应.
hv
1 2
mvmax2
W脱出
Tmax
波尔为解释氢原子光谱提出三个基本假设: (1)定态假设,(2)频率条件,(3)轨道角动量量子化. 并在此基础了推出轨道半径,能量量子化等一系列结论
C. 总能量减少，动能增加，加速度增加，线速度增加；
D. 总能量减少，动能增加，加速度减少，线速度减少。
6．氢原子由n=1的基态被激发到n=4的状态后，由于
不稳定又向低能级跃迁，则下列
选项中哪个是正。 确的？
[ B]
（A） 可能辐射出的光子最大能量是13.6eV；
（B） 可能辐射出六种不同能量的光子；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Z 2 2
n2
mc2
(m m0 )c2 mc2 m0c2 ( 1 2 1)
m0c2 ( Z )2[1 1 ( Z )2 ]
2n
4n
一、选择题:
1. 已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时
形成类似于氢原子的结构的“正电子素”，那么
该“正电子素”由第一激发态跃迁时发射光谱线
的波长应为： [A．3/(8R]) C) 8/(3 R )
C
B) 3/(4R) D) 4/(3R)
2.处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可能发出
的谱总数为：
【B 】
A.4; B.6; C.8; D.12.
3.欲使处于激发态的氢原子发出H线，则至少需
提供多少能量（eV）?
[B ]
A.13.6 B.12.09 C.10.2 D.3.4