高中物理竞赛经典题库-原子物理试题66个

原子物理试题集粹（49+17=66个）一、选择题（每题的四个选项中至少有一个是正确的）1．氢原子从激发态跃迁到基态，则核外电子的［］Ａ．电势能减小，动能减少，周期增大Ｂ．电势能减小，动能增大，周期减小Ｃ．电势能的减小值小于动能的增加值Ｄ．电势能的减小值等于动能的增大值2．氢原子从能级Ａ跃迁到能级Ｂ时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级Ｂ跃迁到能级Ｃ时，吸收频率为ν2的光子．若ν2＞ν1，则氢原子从能级Ｃ跃迁到能级Ａ时，将［］Ａ．吸收频率为ν2－ν1的光子Ｂ．吸收频率为ν1＋ν2的光子Ｃ．释放频率为ν2－ν1的光子Ｄ．释放频率为ν1＋ν2的光子3．氢原子能级图的一部分如图5－1所示，Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子．它们的能量和波长分别为ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ和λＡ、λＢ、λＣ，则下述关系中正确的是［］Ａ．1／λＣ＝1／λＡ＋1／λＢＢ．λＣ＝λＡ＋λＢＣ．ＥＣ＝ＥＡ＋ＥＢＤ．1／λＡ＝1／λＢ＋1／λＣ图5－1图5－24．氢原子的ｎ＝1，2，3，4各能级的能量如图5－2所示，氢原子由ｎ＝1的状态激发到ｎ＝4的状态．在它回到ｎ＝1的状态的过程中［］Ａ．可能发出的能量不同的光子只有3种Ｂ．可能发出6种不同频率的光子Ｃ．可能发出的光子最大能量是12.5ｅＶＤ．可能发出的光了的最小能量是0.85ｅＶ5．下列叙述中正确的是［］Ａ．卢瑟福得出原了核的体积极小的依据是绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进Ｂ．玻尔认为卢瑟福理论中电子绕核旋转的向心力来自库仑力是错误的，所以提出新的玻尔理论Ｃ．玻尔的原子结构理论没有否定卢瑟福理论，而是在卢瑟福的学说上运用了普朗克的量子理论Ｄ．爱因斯坦用于解释光电效应的光子说依据的也是量子理论，所以光子说是在玻尔理论上发展的6．按照玻尔理论，氢原子处在量子数ｎ＝1和ｎ＝2的定态时，其相应的原子能量的绝对值之比│Ｅ1│∶│Ｅ2│及电子的动能之比Ｅｋ1∶Ｅｋ2分别等于［］Ａ．4∶1，4∶1Ｂ．4∶1，2∶1Ｃ．2∶1，4∶1Ｄ．2∶1，2∶17．氢原子从ｎ＝4的激发态直接跃迁到ｎ＝2的能级时，发出蓝色光．则氢原了从ｎ＝5的激发态直接跃迁到ｎ＝2的能级时，可能发出的是［］Ａ．红外线Ｂ．红光Ｃ．紫光Ｄ．γ射线8．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种颜色的光子，且ν3＞ν2＞ν1，则［］Ａ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν3Ｂ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν2Ｃ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν1Ｄ．被氢原子吸收的光子能量为ｈ（ν1＋ν2）9．天然放射现象的发现揭示了［］Ａ．原子不可再分Ｂ．原子的核式结构Ｃ．原子核还可再分Ｄ．原子核由质子和中子组成10．如图5－3所示，ｘ表示原子核，α粒子射向ｘ时被散射而偏转，其偏转轨道可能是图中的（α粒子入射动能相同）［］图5－3题号12345678910答案BCACBCACACADCD11．关于α粒了散射实验，下列说法中正确的是［］Ａ．绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转Ｂ．α粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小Ｃ．α粒子在离开原子核的过程中，加速度逐渐减小Ｄ．对α粒了散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小12．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，判断正确的是［］Ａ．电子绕核旋转半径增大Ｂ．电子的动能增大Ｃ．氢原子的电势能增大Ｄ．氢原子的能级减小13．图5－4所示的实验中，用天然放射性元素钋（Ｐｏ）放出的α射线轰击铍时，产生一种不可见粒子．当用这种粒子轰击石蜡时，可从石蜡中打出质子，经过各种检测发现［］Ａ．这种不可见粒子在电场和磁场中均不发生偏转，它一定是不带电的中性粒子Ｂ．这种不可见粒子的贯穿能力很强，它一定是γ射线（光子）Ｃ．这种不可见粒子的速度不到光速的1／10，而且能量很大（＞55ＭｅＶ），因此它不是γ射线Ｄ．这种不可见粒子和硼作用产生的新原子核增加的质量几乎和质子的质量相等，它一定是和质子质量相等的粒子图5－414．质子和α粒子在真空条件下，同时自静止由同一电场加速，经同点垂直进入同一偏转电场后均打在平行于偏转电场方向的同一荧光屏上．不计质子和α粒子所受的重力．说法正确的是［］Ａ．质子比α粒子先打到屏上Ｂ．打到屏上时，α粒子的动能比质子大Ｃ．经加速电场时，质子比α粒子电场力的冲量大Ｄ．质子和α粒子将打到荧光屏上同一点15．如图5－5所示，ａ为未知的天然放射源，ｂ为一张黑纸，ｃ为水平放置的平行金属板，板间有竖直方向较强的匀强电场，ｄ为荧光屏，ｅ为固定不动的显微镜筒．整个装置放在真空中．实验时，如果将电场Ｅ撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化．如果再将黑纸ｂ移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁的亮点数大为增加，由此可判定放射源ａ发出的射线为［］Ａ．β射线和γ射线Ｂ．α射线和β射线Ｃ．α射线和γ射线Ｄ．α射线和Ｘ射线图5－516．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数越大，说明［］Ａ．核外电子轨道半径越小Ｂ．核外电子的速率越小Ｃ．原子能级的能量越小Ｄ．原子的电势能越大17．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子（ν3＞ν2＞ν1），对应光子的波长分别是λ1、λ2、λ3，则［］Ａ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν2Ｂ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν1Ｃ．ν3＝ν2＋ν1Ｄ．λ3＝λ1λ2／（λ1＋λ2）18．当氢原子的电子处于第ｎ条轨道时，下面说法正确的是［］Ａ．电子的轨道半径是ｒｎ＝ｎｒ1（ｒ1为第1条可能轨道半径）Ｂ．由Ｅｎ＝Ｅ1／ｎ2（Ｅ1为电子在第一条可能轨道时的能量），可知ｎ越大时，原子能量越大Ｃ．原子从ｎ定态跃迁到（ｎ－1）定态时，辐射光子的波长λ＝（Ｅｎ－Ｅｎ－1）／ｈＤ．大量处于这一状态的氢原子通过自发辐射最多产生的光谱线数为ｎ（ｎ－1）／219．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的径迹是两个相切的圆．圆的直径比为7∶1，如图5－6所示，那么碳14的衰变方程是［］Ａ．146C→42eH+104eBＢ．146C→01e+145BＣ．146C→01e+147NＤ．146C→21H+125B图5－620．在核反应方程：94eB+42eH→126C＋ｘ中，ｘ表示［］Ａ．质子Ｂ．中子Ｃ．电子Ｄ．正电子题号11121314151617181920答案CDBDACDABDCBDCDBDCB21．下列核反应中属于α衰变的是［］Ａ．115B+42eH→147N+10nＢ．2713Al+21H→2512gM+42eHＣ．23090Th→22688Ra+42HeＤ．31H+11H→42He22．最初发现中子的原子核的人工转变，是下列核反应方程中的哪一个［］Ａ．147N+42He→179F+10nＢ．94Be+42He→126C+10nＣ．2311Na+42He→2613Al126C+10nＤ．2713Al+42He→3015P+10n24．在核反应方程3015P→3014Si＋ｘ中的ｘ表示［］Ａ．质子Ｂ．中子Ｃ．电子Ｄ．正电子25．用中子轰击铝27，产生钠24和ｘ粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则ｘ粒子和钠的衰变过程分别是［］Ａ．质子、α衰变Ｂ．电子、α衰变Ｃ．α粒子、β衰变Ｄ．正电子、β衰变26．下列说法正确的是［］Ａ．用α射线轰击铍（94Be），铍核转变为126C，并放出γ射线Ｂ．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强Ｃ．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹Ｄ．γ光子的能量足够大时，用γ射线轰击氘核能使氘核分解为11H和10n27．1900年，德国物理学家普朗克在研究电磁辐射的能量分布时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于ｈν，理论计算的结果才能跟实验事实完全符合．受该理论的启发，其他一些物理学家开展了有关方面的一些研究工作，取得了一些丰富的成果，下列所述符合这种情况的有：［］Ａ．麦克斯韦提出的光的电磁说Ｂ．汤姆生提出的原子模型Ｃ．爱因斯坦提出的光子说Ｄ．玻尔提出的“玻尔理论”28．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从［］Ａ．发现电子开始的Ｂ．发现质子开始的Ｃ．α粒子散射实验开始的Ｄ．发现天然放射现象开始的29．目前，关于人类利用核能发电，下列说法中正确的是［］Ａ．核能发电对环境的污染比火力发电要小Ｂ．核能发电对环境的污染比火力发电要大Ｃ．还只是利用重核裂变释放大量能量Ｄ．既有重核裂变、又有轻核聚变释放大量能量30．下列说法中正确的是［］Ａ．β射线就是大量的原子被激发后，从原子的内层电子中脱出的电子Ｂ．由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物体和确定其化学组成Ｃ．把一个动能为零的自由电子和一个氢离子结合成基态的氢原子时，将要放出紫外线Ｄ．由于原子里的核外电子不停地绕核做加速运动，所以原子要向外辐射能量，这就是原子光谱的来源题号21222324252627282930答案BCBDCBDCDDACB31．天然放射物质的放射线包含三种成份，下面的说法中正确的是［］Ａ．一导厚的黑纸可以挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线Ｂ．某原子核在放出γ粒子后会变成另一种元素的原子核Ｃ．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线Ｄ．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子32．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数ｎ越大，则［］Ａ．电子轨道半径越小Ｂ．电子轨道速度越小Ｃ．原子的能量越小Ｄ．原子的电势能越小33．对卢瑟福的α粒子散射实验现象的分析表明了［］Ａ．原子内存在着质量与正电荷集中的原子核Ｂ．原子内有带负电的电子Ｃ．电子绕核运行的轨道是不连续的Ｄ．原子核只占原子体积的极小部分34．如图5-1为氢原子ｎ＝1，2，3，4的各个能级示意图．处于ｎ＝4能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的光子能量可能为［］图5-1Ａ．2．55ｅＶＢ．13．6ｅＶＣ．12．75ｅＶＤ．0．85ｅＶ35．下面列举的现象中，哪个是卢瑟福在α粒子散射实验中观察到的，并据此现象得出原子的核式结构［］Ａ．大多数α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子仍按原方向前进Ｂ．多数α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子按原方向前进，或被弹回Ｃ．绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原方向前进Ｄ．极少数α粒子发生较大角度偏转，甚至被弹回36．如图5-2所示的4个图中，Ｏ点表示某原子核的位置，曲线ａｂ和ｃｄ表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，正确的图是［］图5-237．根据玻尔理论，氢原子的基态能级为Ｅ１，氢原子从ｎ＝3的定态跃迁到ｎ＝1的基态过程中辐射光子的波长为λ，ｈ为普朗克常量，ｃ为光速，则［］Ａ．电子的动能增大Ｂ．电子的电势能增大Ｃ．电子的运动周期增大Ｄ．辐射光子波长λ＝－9ｈｃ／8Ｅ１38．下列说法正确的是［］Ａ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由原子和中子组成的Ｂ．玻尔的原子结构理论没有否定卢瑟福理论，而是在卢瑟福的学说上运用了量子理论Ｃ．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强Ｄ．γ光子的能量足够大，用γ线轰击氘核能使氘核分解为11H和10n39．如图5-3所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中Ａ是放射性物质，Ｆ是铝箔，Ｓ为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏Ｓ上出现闪光，该闪光是［］图5-3Ａ．α粒子射到屏上产生的Ｂ．α粒子从Ｆ打出的粒子射到屏上产生的Ｃ．α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的Ｄ．放射性物质放出的γ射线射到屏上产生的40．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图5-4所示，离子源Ｓ产生一个质量为ｍ，电量为ｑ的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作是静止的．离子产生出来后经过电压Ｕ加速，进入磁感强度为Ｂ的匀强磁场，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片Ｐ上，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离为ｘ．则下列说法正确的是［］图5-4Ａ．若某离子经上述装置后，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离大于ｘ，则说明离子的质量一定变大Ｂ．若某离子经上述装置后，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离大于ｘ，则说明加速电压Ｕ一定变大Ｃ．若某离子经