大学物理 原子结构 激光 固体习题
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。
固体物理习题解答
固体物理习题解答《固体物理学》习题解答( 仅供参考)参加编辑学⽣柯宏伟（第⼀章），李琴（第⼆章），王雯（第三章），陈志⼼（第四章），朱燕（第五章），肖骁（第六章），秦丽丽（第七章）指导教师黄新堂华中师范⼤学物理科学与技术学院2003级2006年6⽉第⼀章晶体结构1. 氯化钠与⾦刚⽯型结构是复式格⼦还是布拉维格⼦，各⾃的基元为何？写出这两种结构的原胞与晶胞基⽮，设晶格常数为a 。
解：氯化钠与⾦刚⽯型结构都是复式格⼦。
氯化钠的基元为⼀个Na +和⼀个Cl －组成的正负离⼦对。
⾦刚⽯的基元是⼀个⾯⼼⽴⽅上的Ｃ原⼦和⼀个体对⾓线上的Ｃ原⼦组成的Ｃ原⼦对。
由于NaCl 和⾦刚⽯都由⾯⼼⽴⽅结构套构⽽成，所以，其元胞基⽮都为：123()2()2()2a a a ?=+??=+=+a j k a k i a i j 相应的晶胞基⽮都为：,,.a a a =??=??=?a ib jc k2. 六⾓密集结构可取四个原胞基⽮123,,a a a 与4a ,如图所⽰。
试写出13O A A '、1331A A B B 、2255A B B A 、123456A A A A A A 这四个晶⾯所属晶⾯族的晶⾯指数()h k l m 。
解：(1)．对于13O A A '⾯，其在四个原胞基⽮上的截矩分别为：１，１，12-，１。
所以，其晶⾯指数为()1121。
(2)．对于1331A A B B ⾯，其在四个原胞基⽮上的截矩分别为：１，１，12-，∞。
所以，其晶⾯指数为()1120。
(3)．对于2255A B B A ⾯，其在四个原胞基⽮上的截矩分别为：１，1-，∞，∞。
所以，其晶⾯指数为()1100。
(4)．对于123456A A A A A A ⾯，其在四个原胞基⽮上的截矩分别为：∞，∞，∞，１。
所以，其晶⾯指数为()0001。
3. 如将等体积的硬球堆成下列结构，求证球体可能占据的最⼤体积与总体积的⽐为：简⽴⽅：6π；六⾓密集：6；⾦刚⽯：。
大学物理 原子结构 激光 固体 试题(附答案)
一、选择题
1. 氢原子中处于 3d 量子态的电子，描述其量子态的四个量子数(n, l, ml , ms)可能取的值为
[ D ] (A) (3，1，1，－1/2)
(B) (1，0，1，－1/2)
m (C) (2，1，2，1/2)
(D) (3，2，0，1/2)
(B) (3)和(4)。
ww(C) (1)(2)和(3)。
(D) (1)(2)和(4)。
6. 硫化镉(CdS)晶体的禁带宽度为 2.42eV，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体
上的光的波长不能大于(普朗克常量 h = 6.63 ×10−34 J ⋅ s ，基本电荷 e = 1.60 ×10 −19 C )
解：3d 量子态的量子数取值为
co n＝3，l＝2， ml = 0 , ±1,±2
, ms
=
±
1 2
。
. 2. 在氢原子的 K 壳层中，电子可能具备的量子数(n, l, ml , ms )是
e [ A ] (A) (1，0，0，1/2)
(C) (1，1，0，－1/2)
(B) (1，0，－1，1/2) (D) (2，1，0，－1/2)
m 半导体好。 o (B) n 型半导体的导电性能优于 p 型半导体，因为 n 型半导体是负电子导电，p c 型半导体是正离子导电。 . (C) n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近导带的底部，使局部能级中多 e 余的电子容易被激发跃迁到导带中去，大大提高了半导体导电性能。
(D) p 型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动。
. 二、填空题 w1. 根据量子力学理论，氢原子中电子的角动量在外磁场方向上的投影为 Lz = mlℏ，当角 ww量子数 l＝2 时， Lz的可能取值为 0， ℏ， － ℏ， 2ℏ， － 2ℏ 。
(完整版)大学物理章节习题9原子结构固体能带理论
©物理系_2015_09《大学物理AII 》作业 No.9 原子结构 固体能带理论班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误）[ F ] 1．根据量子力学理论，氢原子中的电子是作确定的轨道运动，轨道是量子化的。
解：教材227.电子在核外不是按一定的轨道运动的，量子力学不能断言电子一定 出现在核外某个确定的位置，而只能给出电子在核外各处出现的概率。
[ F ] 2．本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电，N 型半导体只有电子导 电，P 型半导体只有空穴导电。
解：N 型半导体中依然是两种载流子参与导电，不过其中电子是主要载流子；P 型半导体也是两种载流子参与导电，其中的主要载流子是空穴。
[ T ] 3．固体中能带的形成是由于固体中的电子仍然满足泡利不相容原理。
解：只要是费米子都要遵从泡利不相容原理，电子是费米子。
[ T ] 4．由于P 型和N 型半导体材料接触时载流子扩散形成的PN 结具有单向导电性。
解：教材244.[ F ] 5．施特恩-盖拉赫实验证实了原子定态能级的存在。
解：施特恩-盖拉赫实验验证了电子自旋的存在，弗兰克—赫兹实验证实了原子定态能级的存在.二、选择题：1．下列各组量子数中，哪一组可以描述原子中电子的状态？ [ D ] (A) n = 2，l = 2，m l = 0，21=s m (B) n = 3，l = 1，m l =-2，21-=s m(C) n = 1，l = 2，m l = 1，21=s m (D) n = 3，l = 2，m l = 0，21-=s m解：根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知D 对。
故选 D2．与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是 [ D ] (A) 导带也是空带 (B) 满带与导带重合(C) 满带中总是有空穴，导带中总是有电 子 (D) 禁带宽度较窄解：教材241-242.3. 在原子的L 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )是(1) (2，0，1，21)(2) (2，1，0，21-)(3) (2，1，1，21)(4) (2，1，-1，21-) 以上四种取值中，哪些是正确的？ [ ] (A) 只有(1)、(2)是正确的 (B) 只有(2)、(3)是正确的 (C) 只有(2)、(3)、(4)是正确的 (D) 全部是正确的解：原子的L 壳层对应主量子数2=n ，角量子数可为2,1,0=l ，磁量子数可为2,1,0±±=l m ，自旋量子数可为21,21-=s m ，根据原子中电子四个量子数取值规则和泡利不相容原理知只有(2)、(3)、(4)正确。
高考物理最新近代物理知识点之原子结构专项训练解析含答案(2)
高考物理最新近代物理知识点之原子结构专项训练解析含答案(2)一、选择题1．关于近代物理，下列说法错误．．的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示电子B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子2．下列说法正确的是（ ）A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变C ．在核反应方程41417278He N O X +→+中，X 表示的是中子D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少 3．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/eV1.92.73.7 3.94.1 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 ．54．如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n 能级向较低的各能级跃迁的概率均为11n -。
则对300个处于4n =能级的氢原子，下列说法正确的是（ ）A．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值B．向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75eVC．辐射的光子总数为500个D．吸收大于1eV的光子时不能电离5．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6．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征7．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，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为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. 11 eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV8．下列说法正确的是( )A ．天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B ．一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C ．某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D ．目前核电站的能量主要来自轻核的聚变9．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中 ① ② ③ 三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ，下列 A 、B 、C 、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）A ．B ．C ．D ．10．氢原子从能量为m E 的较高激发态跃迁到能量为n E 的较低激发态，设真空中的光速为c ，则氢原子A ．吸收光子的波长为()m n c E E h - B ．辐射光子的波长为()m n c E E h - C ．吸收光子的波长为nm ch E E - D ．辐射光子的波长为nm ch E E - 11．下列叙述中符合物理学史的有（ ）A ．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的C．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型12．如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。
高考物理最新近代物理知识点之原子结构知识点训练含答案
高考物理最新近代物理知识点之原子结构知识点训练含答案一、选择题1．图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A．辐射的光子频率最多有5种B．辐射的光子频率最多有8种C．可能辐射能量为2.86eV的光子D．可能辐射能量为11eV的光子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n=的激发态的氢原子，能够自发跃迁3．如图所示为氢原子的能级图，一群处于量子数4到较低的能量状态，并向外辐射光子．已知可见光的光子的能量范围为1.64~3.19 eV，锌板的逸出功为3.34 eV，则向外辐射的多种频率的光子中A．最多有4种频率的光子B．最多有3种频率的可见光C．能使锌板发生光电效应的最多有4种频率的光子D．能使锌板发射出来的光电子，其初动能的最大值为9.41 eV4．下列说法符合物理学事实的是（）A．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆B．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”C．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应D．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构5．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n =，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ）A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 6．关于近代物理学，下列说法正确的是( )A ．查德威克发现质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量7．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A ．由图可知，原子核D 和E 聚变成原子核F 时会有质量亏损，要吸收能量B ．由图可知，原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损，要放出核能C ．已知原子核A 裂变成原子核B 和C 时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D ．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 8．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 =-9．物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（ ）A ．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构B ．天然放射现象说明原子核内部是有结构的C ．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的10．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法符合历史事实的是（ ） A ．库伦测出了元电荷e 的数值 B ．安培提出了电场线和磁感线的概念 C ．奥斯特首先发现了电流的磁效应 D ．洛伦兹提出了分子电流假说11．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．粒子散射现象B ．天然放射现象C ．光电效应现象D ．原子发光现象12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）A ．B ．C ．D ．13．一个氢原子从2n =能级跃迁到4n =能级，该氢原子（ ） A ．吸收光子，能量减少 B ．吸收光子，能量增加 C ．放出光子，能量增加 D ．放出光子，能量减少14．下列说法正确的是（ ）A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2gL T π= 15．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A ．B ．C ．D ．16．下列说法正确的是A ．23411120H+H He+n →是α衰变B ．α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C ．核反应方程：9412426Be+He C+x →中的x 为质子D ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核 17．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有A ．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B ．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C ．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性D ．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的18．氢原子从能级M 跃迁到能级N ，吸收频率为ν1的光子，从能级M 跃迁到能级P 释放频率为ν2的光子．则当它从能级N 跃迁到能级P 时将 A ．放出频率为|ν1–ν2|的光子 B ．吸收频率为|ν2–ν1|的光子 C ．放出频率为ν1+ν2的光子 D ．吸收频率为ν1+ν2的光子19．使某种金属X 发生光电效应所需的光子最小的能量为2.60eV .已知一群氢原子处于量子数n =3的激发态，其能级如图所示.这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光.那么，若用这些氢原子辐射的光照射这种金属X ，能够使这种金属X 发生光电效应的不同频率的光有（ ）A ．一种B ．两种C ．三种D ．四种20．了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是A ．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子B ．玻尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型C ．约里奥·居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子D ．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在21．原子从a 能级跃迁到b 能级时辐射波长为λ1的光子，原子从b 能级跃迁到c 能级时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( )A ．辐射波长为1212λλλλ-的光子 B ．辐射波长为λ1－λ2的光子 C ．吸收波长为λ1－λ2的光子D ．吸收波长为1212λλλλ-的光子22．图为氢原子能级图。
辽宁科技大学（固体物理习题与思考题）
辽宁科技⼤学（固体物理习题与思考题）第⼀章晶体结构思考题1. 以堆积模型计算由同种原⼦构成的同体积的体⼼和⾯⼼⽴⽅晶体中的原⼦数之⽐. [解答] 设原⼦的半径为R , 体⼼⽴⽅晶胞的空间对⾓线为4R , 晶胞的边长为3/4R , 晶胞的体积为()33/4R , ⼀个晶胞包含两个原⼦, ⼀个原⼦占的体积为()2/3/43R ,单位体积晶体中的原⼦数为()33/4/2R ; ⾯⼼⽴⽅晶胞的边长为2/4R , 晶胞的体积为()32/4R , ⼀个晶胞包含四个原⼦, ⼀个原⼦占的体积为()4/2/43R , 单位体积晶体中的原⼦数为()32/4/4R . 因此, 同体积的体⼼和⾯⼼⽴⽅晶体中的原⼦数之⽐为2/323??=0.272.2. 解理⾯是⾯指数低的晶⾯还是指数⾼的晶⾯？为什么？ [解答]晶体容易沿解理⾯劈裂，说明平⾏于解理⾯的原⼦层之间的结合⼒弱，即平⾏解理⾯的原⼦层的间距⼤. 因为⾯间距⼤的晶⾯族的指数低, 所以解理⾯是⾯指数低的晶⾯.3. 基⽮为=1a i a , =2a aj , =3a ()k j i ++2a的晶体为何种结构? 若=3a ()k j +2a +i 23a , ⼜为何种结构? 为什么?[解答]有已知条件, 可计算出晶体的原胞的体积23321a ==a a a Ω.由原胞的体积推断, 晶体结构为体⼼⽴⽅. 按照本章习题14, 我们可以构造新的⽮量=-=13a a u 2a()k j i ++-,=-=23a a v 2a()k j i +-,=-+=321a a a w 2a()k j i -+.w v u ,,对应体⼼⽴⽅结构. 根据14题可以验证, w v u ,,满⾜选作基⽮的充分条件.可见基⽮为=1a i a , =2a aj , =3a ()k j i ++2a若=3a ()k j +2a +i 23a,则晶体的原胞的体积23321a Ω==a a a ,该晶体仍为体⼼⽴⽅结构.4. 与晶列[l 1l 2l 3]垂直的倒格⾯的⾯指数是什么? [解答]正格⼦与倒格⼦互为倒格⼦. 正格⼦晶⾯(h 1h 2h 3)与倒格式=h K h 11b +h 22b +h 33b 垂直, 则倒格晶⾯(l 1l 2l 3)与正格⽮=l R l 11a + l 22a + l 33a 正交. 即晶列[l 1l 2l 3]与倒格⾯(l 1l 2l 3) 垂直.5. 在结晶学中, 晶胞是按晶体的什么特性选取的? [解答]在结晶学中, 晶胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性⼜要考虑晶体的宏观对称性.6.六⾓密积属何种晶系? ⼀个晶胞包含⼏个原⼦? [解答]六⾓密积属六⾓晶系, ⼀个晶胞(平⾏六⾯体)包含两个原⼦. 7.⾯⼼⽴⽅元素晶体中最⼩的晶列周期为多⼤? 该晶列在哪些晶⾯内? [解答]周期最⼩的晶列⼀定在原⼦⾯密度最⼤的晶⾯内. 若以密堆积模型, 则原⼦⾯密度最⼤的晶⾯就是密排⾯. 由图 1.9可知密勒指数(111)[可以证明原胞坐标系中的⾯指数也为(111)]是⼀个密排⾯晶⾯族, 最⼩的晶列周期为2/2a . 根据同族晶⾯族的性质, 周期最⼩的晶列处于{111}⾯内.8. 在晶体衍射中，为什么不能⽤可见光？ [解答]晶体中原⼦间距的数量级为1010-⽶，要使原⼦晶格成为光波的衍射光栅，光波的波长应⼩于1010-⽶. 但可见光的波长为7.6?4.0710-?⽶, 是晶体中原⼦间距的1000倍. 因此, 在晶体衍射中，不能⽤可见光.9. ⾼指数的晶⾯族与低指数的晶⾯族相⽐, 对于同级衍射, 哪⼀晶⾯族衍射光弱? 为什么?[解答]对于同级衍射, ⾼指数的晶⾯族衍射光弱, 低指数的晶⾯族衍射光强. 低指数的晶⾯族⾯间距⼤, 晶⾯上的原⼦密度⼤, 这样的晶⾯对射线的反射(衍射)作⽤强. 相反, ⾼指数的晶⾯族⾯间距⼩, 晶⾯上的原⼦密度⼩, 这样的晶⾯对射线的反射(衍射)作⽤弱. 另外, 由布拉格反射公式λθn sin 2=hkl d 可知, ⾯间距hkl d ⼤的晶⾯, 对应⼀个⼩的光的掠射⾓θ. ⾯间距hkl d ⼩的晶⾯, 对应⼀个⼤的光的掠射⾓θ. θ越⼤, 光的透射能⼒就越强, 反射能⼒就越弱. 10. 温度升⾼时, 衍射⾓如何变化? X 光波长变化时, 衍射⾓如何变化? [解答]温度升⾼时, 由于热膨胀, ⾯间距hkl d 逐渐变⼤. 由布拉格反射公式λθn sin 2=hkl d 可知, 对应同⼀级衍射, 当X 光波长不变时, ⾯间距hkl d 逐渐变⼤, 衍射⾓θ逐渐变⼩.所以温度升⾼, 衍射⾓变⼩.当温度不变, X 光波长变⼤时, 对于同⼀晶⾯族, 衍射⾓θ随之变⼤.11. 证明：⾯⼼⽴⽅的倒格⼦是体⼼⽴⽅；体⼼⽴⽅的倒格⼦是⾯⼼⽴⽅。
第二章原子结构习题及解答
第二章、原子结构习题及解答一、填空题（在划线处填上正确答案）2101、在直角坐标系下，Li 2+ 的Schr ödinger 方程为________________ 。
2102、已知类氢离子 He +的某一状态波函数为：()022-023021e 222241a r a r a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π 则此状态的能量为 )(a ，此状态的角动量的平方值为 )(b ，此状态角动量在 z 方向的分量为 )(c ，此状态的 n ， l ， m 值分别为 )(d ，此状态角度分布的节面数为 )(e 。
2103、写出 Be 原子的 Schr ödinger 方程 。
2104、已知类氢离子 He +的某一状态波函数为ψ= ()02-023021e 222241a r a r a ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π 则此状态最大概率密度处的 r 值为 )(a ，此状态最大概率密度处的径向分布函数值为 )(b ，此状态径向分布函数最大处的 r 值为 )(c 。
2105、原子轨道是原子中的单电子波函数， 每个原子轨道只能容纳 ______个电子。
2106、H 原子的()υr,θψ,可以写作()()()υθr R ΦΘ,,三个函数的乘积，这三个函数分别由量子数 (a) ，(b)， (c) 来规定。
2107、给出类 H 原子波函数()θa r Z a Zr a Z a Zr cos e6812032022023021-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛π=ψ 的量子数 n ，l 和 m 。
2108、H 原子 3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值 。
2109、氢原子的波函数131321122101-++=ψψψψc c c 其中 131211210-ψψψψ和，， 都是归一化的。
那么波函数所描述状态的能量平均值为（a ），角动量出现在π22h 的概率是（b ），角动量 z 分量的平均值为（c ）。
大学固体物理考试题及答案参考
固体物理练习题1.晶体结构中,面心立方的配位数为 12 。
2。
空间点阵学说认为 晶体内部微观结构可以看成是由一些相同的点子在三维空间作周期性无限分布 。
3.最常见的两种原胞是 固体物理学原胞、结晶学原胞 。
4.声子是 格波的能量量子 ，其能量为 ħωq ，准动量为 ħq .5。
倒格子基矢与正格子基矢满足 正交归一关系 。
6。
玻恩-卡曼边界条件表明描述有限晶体振动状态的波矢只能取 分立的值 ， 即只能取 Na的整数倍。
7.晶体的点缺陷类型有 热缺陷、填隙原子、杂质原子、色心 .8.索末菲的量子自由电子气模型的四个基本假设是 自由电子近似、独立电子近似、无碰撞假设、自由电子费米气体假设 。
9。
根据爱因斯坦模型，当T→0时,晶格热容量以 指数 的形式趋于零。
10.晶体结合类型有 离子结合、共价结合、金属结合、分子结合、氢键结合 。
11。
在绝对零度时，自由电子基态的平均能量为 0F 53E 。
12。
金属电子的 B m ,23nk C V = 。
13.按照惯例,面心立方原胞的基矢为 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+=+=+=)(2)(2)(2321j i a a k i a a k j a a，体心立方原胞基矢为 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+=+-=++-=)(2)(2)(2321k j i a a k j i a a k j i a a。
14 。
对晶格常数为a 的简单立方晶体，与正格矢k a j a ia R ˆˆˆ22++=正交的倒格子晶面族的面指数为 122 ， 其面间距为 a 32π 。
15。
根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为 7大晶系 ,对应的只有14种 布拉伐格子.16.按几何构型分类，晶体缺陷可分为 点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷、微缺陷 。
17. 由同种原子组成的二维密排晶体,每个原子周围有 6 个最近邻原子。
18.低温下金属的总摩尔定容热容为 3m ,bT T C V +=γ 。
19. 中子非弹性散射 是确定晶格振动谱最有效的实验方法。
高考物理哈尔滨近代物理知识点之原子结构专项训练解析附答案
高考物理哈尔滨近代物理知识点之原子结构专项训练解析附答案一、选择题1．图示是氢原子的能级图，大量处于n =5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A ．辐射的光子频率最多有5种B ．辐射的光子频率最多有8种C ．可能辐射能量为2.86eV 的光子D ．可能辐射能量为11eV 的光子2．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（ ）A ．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力B ．电子只能在一些不连续的轨道上运动C ．电子在不同轨道上运动时能量不同D ．电子在不同轨道上运动时静电引力不同3．下列说法正确的是（ ）A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变C ．在核反应方程41417278He N O X +→+中，X 表示的是中子D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少4．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5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ．A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克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7．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子A ．吸收光子，能量增加B ．放出光子，能量减少C ．放出光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少8．下列说法符合物理学事实的是（ ）A ．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆B ．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”C ．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应D ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构9．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误．．的是（ ）A ．用能量为14.0eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B ．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C ．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD ．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态10．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n =，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ） A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 11．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是A ．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B ．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C ．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D ．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）A．B．C．D．13．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV，则下面有关说法正确的是A．处于基态的氢原子能吸收13.0eV的光子后跃迁至n=3能级B．大量处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C．用处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV15．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（）A． B．C． D．16．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性D ．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的17．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及物理知识说法正确的是A ．图1是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念B ．强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，这已被实验证实。
高考物理近代物理知识点之原子结构基础测试题含答案(5)
高考物理近代物理知识点之原子结构基础测试题含答案(5)一、选择题1．关于近代物理，下列说法错误．．的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示电子B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子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．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ．A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克4．如图所示为氢原子的能级图，一群处于量子数4n =的激发态的氢原子，能够自发跃迁到较低的能量状态，并向外辐射光子．已知可见光的光子的能量范围为1.64~3.19 eV ，锌板的逸出功为3.34 eV ，则向外辐射的多种频率的光子中A ．最多有4种频率的光子B ．最多有3种频率的可见光C ．能使锌板发生光电效应的最多有4种频率的光子D ．能使锌板发射出来的光电子，其初动能的最大值为9.41 eV5．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6．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是A．当氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，需要吸收0. 89eV的能量B．处于n=2能级的氢原子可以被能量为2eV的电子碰撞而向高能级跃迁C．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出6 种不同頻率的光子D．n=4能级的氢原子跃迁到n=3能级时辐射出电磁波的波长比n=3能级的氢原子跃迁到n=2能级时辐射出电磁波的波长短7．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D．原子是不可再分的．8．下列说法正确的是( )A．天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B．一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C．某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D．目前核电站的能量主要来自轻核的聚变9．下列现象中，与原子核内部变化有关的是A．粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象10．下列有关四幅图的说法中，正确的是( )A．α粒子散射实验证实了汤姆逊原子枣糕模型的正确性B．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．放射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷D．该链式反应属于原子核的聚变反应11．在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量12．如图为氢原子能级示意图。
高考物理近代物理知识点之原子结构基础测试题及答案(6)
高考物理近代物理知识点之原子结构基础测试题及答案(6)一、选择题1．氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是：( )A．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV—3.11 ev，处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发出电离C．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为 2.55eV2．如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。
下列说法正确的是（）A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转3．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少4．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A．对应的前后能级之差最小B．同一介质对的折射率最大C．同一介质中的传播速度最大D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能5．下列说法符合物理学事实的是（）A．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆B．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”C．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应D．汤姆孙通过 粒子散射实验，提出了原子具有核式结构6．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误．．的是（）A．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态7．下列说法正确的是：（）A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型B．贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数D．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同8．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D ．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 9．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中 ① ② ③ 三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ，下列 A 、B 、C 、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）A ．B ．C ．D ．10．一群氢原子中的电子从较高能级自发地跃迁到较低能级的过程中 A ．原子要吸收一系列频率的光子 B ．原子要吸收某一种频率的光子 C ．原子要发出一系列频率的光子 D ．原子要发出某一种频率的光子11．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为12n E E n=，其中n = 2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做221112R n λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，n = 3，4，5，…．式中R 叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R 可以表示为（ ） A ．12E hc-B ．12E hcC ．1E hc-D ．1E hc12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）A．B．C．D．13．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（）A． B．C． D．14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV，则下面有关说法正确的是A．处于基态的氢原子能吸收13.0eV的光子后跃迁至n=3能级B．大量处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C．用处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV15．氢原子从能级M跃迁到能级N，吸收频率为ν1的光子，从能级M跃迁到能级P释放频率为ν2的光子．则当它从能级N跃迁到能级P时将A．放出频率为|ν1–ν2|的光子B．吸收频率为|ν2–ν1|的光子C．放出频率为ν1+ν2的光子D．吸收频率为ν1+ν2的光子16．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.632 8 μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为A ．10.50 eVB ．0.98 eVC ．0.53 eVD ．0.37 eV17．原子从a 能级跃迁到b 能级时辐射波长为λ1的光子，原子从b 能级跃迁到c 能级时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( ) A ．辐射波长为1212λλλλ-的光子 B ．辐射波长为λ1－λ2的光子 C ．吸收波长为λ1－λ2的光子 D ．吸收波长为1212λλλλ-的光子 18．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是（ ）A ．粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础B ．光电效应实验表明光具有粒子性C ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒D ．康普顿效应进一步证实了光的波动特性 19．下列论述中不正确的是（ ）A ．天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的B ．α粒子散射实验的结果表明了原子核内部是有复杂的结构的C ．汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的D ．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础20．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( ) A ．吸收光子的能量为hν1+hν2 B ．辐射光子的能量为hν2-hν1 C ．吸收光子的能量为hν2-hν1D ．辐射光子的能量为hν1+hν221．图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于以n =4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是A ．最容易表现出衍射现象的光是由，n =4能级跃迁到n =1能级产生的B ．频率最小的光是由n =2能级跃迁到n =1能级产生的C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应22．氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光赤橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围（eV）1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为A．红、蓝靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝靛、紫23．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是A． 粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现24．下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是（）A．密立根测定了静电力常量B．奧斯特首先发现了电磁感应现象C．库仑最早用扭秤实验测量出电子电荷量的精确值D．法拉第最早提出了“电场”的概念25．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【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【解析】试题分析：一群氢原子从4n =的激发态跃迁到基态时，任意两个能级间跃迁一次，共能辐射246C =种不同频率的光子．动能增加，原子势能减小，故A 错误；因为紫外线的光子能量大于3.11eV ，氢原子处于n=3能级吸收能量大于等于1.51eV ，即可发生电离，知最低处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，B 正确；一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，因为n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有n=4跃迁到n=1，n=3跃迁到n=1，n=2跃迁到n=1的光子能够使金属发生光电效应，即3条，C 正确；逸出功等于 3.4013.610.2eV -+=，从而n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大，为0.8513.6eV 12.75eV -+=，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能012.7510.2 2.55km E hv W eV eV =-=-=，D 正确。
选修35第十八章原子结构第5节激光
选修35第十八章原子结构第5节激光测试题 2019.91,在α粒子散射实验中，使少数α粒子产生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的（）A．万有引力 B．库仑力 C．磁场力 D．核力2,从α粒子散射实验结果出发推出的下述结论中正确的是：（）A．说明α粒子的速度很大B．说明α粒子的质量比金原子质量还大；C．说明金原子的内部大部分是空的 D．说明金原子也是个球体。
3,α粒子散射实验的结果是（）A．全部α粒子穿过金箔后按原方向运动．B．绝大多数α粒子穿过金箔后按原方向运动，少数发生很大偏转，甚至有的被弹回．C．绝大多数α粒子穿过金箔后发生很大的偏转，甚至被反弹，只有少数按原方向运动．D．全部发生很大的偏转．4,在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子的碰撞，其原因是（）A．α粒子不跟电子发生相互作用．B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略．C．电子的体积很小，α粒子不会跟电子相碰．D．由于电子是均匀分布的，α粒子所受电子作用的合力为零．5,利用α粒子散射实验，可以估算出（）A．原子核外电子大小B．电子运动速度C．原子的大小D．原子核的大小．6,图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是（）7,在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子（）A．更接近原子核B．更远离原子核．C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用．8,在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，则（）A．α粒子的动能最小．B．α粒子的电势能最小．C．α粒子和原子核组成的系统的能量最小．D．α粒子的电势能最大．9,爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于A．等效替代 B．控制变量 C．科学假说 D．数学归纳10,下列几种光现象中，能说明光是横波的是A、薄膜干涉现象B、偏振现象C、多普勒效应D、光电效应测试题答案1, B2, C3, B4, B5, D6, D7, A、D8, A、D9, C10, B。
高考物理新近代物理知识点之原子结构基础测试题含解析(3)
高考物理新近代物理知识点之原子结构基础测试题含解析(3)一、选择题1．可见光光子的能量在1. 61～3.10 eV 范围内。
若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n 为( )A ．1B ．2C ．3D ．42．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n >2的能级跃迁到n =2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A ．对应的前后能级之差最小B ．同一介质对的折射率最大C ．同一介质中的传播速度最大D ．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能3．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 4．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子 A ．吸收光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．放出光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少5．下列说法正确的是（ ）A ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构B ．一群处于n =4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线C ．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．在核反应中，质量数和电荷数都守恒6．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ）A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 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．关于近代物理学，下列说法正确的是( )A ．查德威克发现质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量 9．下列说法正确的是( )A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的B ．比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3m ，由2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是()2123m m m c +-10．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 =-11．下列说法正确的是( ) A ．β衰变现象说明原子核外存在电子B ．只有入射光的波长大于金属的极限波长，光电效应才能产生C ．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小D ．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的 12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）A ．B ．C ．D ．13．下列现象中，与原子核内部变化有关的是A ．粒子散射现象B ．天然放射现象C ．光电效应现象D ．原子发光现象14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV ，则下面有关说法正确的是A ．处于基态的氢原子能吸收13.0eV 的光子后跃迁至n =3能级B ．大量处n =4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C ．用处于n =3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D ．用大量处于n =4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV15．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为12n E E n =，其中n = 2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做221112R n λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，n = 3，4，5，…．式中R 叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R 可以表示为（ ） A ．12E hc-B ．12E hcC ．1E hc-D ．1E hc16．下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ) A ．光电效应实验 B ．伦琴射线的发现 C ．α粒子散射实验D ．氢原子光谱的发现17．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（ ）A ．B ．C ．D ．18．如图所示为氢原子的能级示意图，一群处于n =4能级的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出几种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠有几种能使其产生光电效应（）A．6、3B．6、4C．4、3D．4、419．氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是A．氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，动能也越大B．用动能为12.3eV的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n=2的能级C．用光子能量为12.3eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=2的能级D．用光子能量为1.75eV的可见光照射大量处于n=3能级的氢原子时，氢原子不能发生电离20．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，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2．29eV的金属钠，下列说法中正确的是（）A．这群氢原子只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．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9．80eVC．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11．31eVD．这群氢原子只能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高21．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是（）A．粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础B．光电效应实验表明光具有粒子性C．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒D．康普顿效应进一步证实了光的波动特性22．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（）A．40.8eV B．54.4eVC．51.0eV D．43.2eV23．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．原子要发出某一频率的光子C．原子要吸收一系列频率的光子D．原子要吸收某一频率的光子24．下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是（）A．密立根测定了静电力常量B．奧斯特首先发现了电磁感应现象C．库仑最早用扭秤实验测量出电子电荷量的精确值D．法拉第最早提出了“电场”的概念25．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法符合历史事实的是（）A．库伦测出了元电荷e的数值B．安培提出了电场线和磁感线的概念C．奥斯特首先发现了电流的磁效应D．洛伦兹提出了分子电流假说【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．B解析：B【解析】根据能级图可有：当n=1时，E 2-E 1=10.20eV 是最小的光子能量，大于3.10eV ，所以n=1不可能；如果n=3时，E 3=-1.51eV ，则从n=∞到n=3的跃迁时发出的光子能量是最大，也小于1.61eV ，所以，n=3也不可能，n=∞到n=4的跃迁时发出的光子能量为0.85eV ，不在可见光范围内；则剩下只有n=2才满足条件。
高考物理 第2章 光电效应 原子结构达标训练
第二章 光电效应 原子结构1．(2013·武汉调研)入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱而频率保持不变，下列说法中正确的是A ．有可能不发生光电效应B ．从光照射到金属表面上至发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C ．逸出的光电子的最大初动能将减小D ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少解析 由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光强没有关系，但入射光的强度减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，选项A 、C 均错而D 正确；光电效应具有瞬时性，选项B 错误．答案 D2．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2－12所示．则可判断出A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析 由图象知甲光、乙光对应的遏止电压相等，且小于丙光对应的遏止电压，所以甲光和乙光对应的光电子最大初动能相等且小于丙光的光电子最大初动能，故D 项错误；根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0知甲光和乙光的频率相等，且小于丙光的频率，故A 错误，B 正确；截止频率是由金属决定的，与入射光无关，故C 错误．答案 B3．(2012·四川理综)如图2－13所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子A ．从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级比从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射出电磁波的波长长B ．从n ＝5能级跃迁到n ＝1能级比从n ＝5能级跃迁到n ＝4能级辐射出电磁波的速度大C ．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D ．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量解析 光子能量E ＝hν＝hc λ，而E 4－3＜E 3－2，故λ4－3＞λ3－2，A 项正确．由于光波的波速由介质和频率共同决定，且在真空中传播时与频率无关，故B 错．电子在核外不同能级出现的概率是不同的，故C 错．能级跃迁是核外电子在不同轨道间的跃迁，与原子核无关，故D 错误．答案 A4．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2C ．吸收光子的能量为hν2－hν1D ．辐射光子的能量为hν2－hν1 解析 由题意可知：E m －E n ＝hν1，E k －E n ＝hν2.因为紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以ν2＞ν1，即k 能级的能量大于m 能级的能量，氢原子从能级k 跃迁到能级m 时向外辐射能量，其值为E k －E m ＝hν2－hν1，故只有D 项正确．答案 D5．(2011·课标全国理综)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .解析 设金属的截止频率为ν0，则该金属的逸出功W 0＝hν0＝h c λ0；对光电子，由动能定理得eU 0＝h c λ－W 0，解得U 0＝hc e ·λ0－λλλ0. 答案 hc λ0 hc e ·λ0－λλ0λ6．(1)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 ．氢原子的能量增加B ．氢原子的能量减少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(2)在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n ＝2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多发出________条不同频率的谱线．解析 (1)氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大．当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，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子．显然，选项B 、D 正确．(2)氢原子发出的光谱线中有2条属于巴耳末线系，说明电子是从n ＝4能级向低能级跃迁的，因此可发出的谱线条数为n ＝C 24＝6(条)．答案 (1)BD (2)67．如图2－14所示，氢原子从n ＞2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV 的光子．问：(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？(2)请在图2－14中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．解析 (1)氢原子从n ＞2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，辐射光子的频率应满足：hν＝E n －E 2＝2.55 eV.E n ＝hν＋E 2＝－0.85 eV ，所以n ＝4.基态氢原子要跃迁到n ＝4的能级，应提供：ΔE ＝E 4－E 1＝12.75 eV(2)辐射跃迁图如图所示．答案 (1)12.75 eV (2)跃迁图见解析。
高考物理兰州近代物理知识点之原子结构基础测试题附答案
高考物理兰州近代物理知识点之原子结构基础测试题附答案一、选择题1．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是()A．1 305、25、7、1B．202、405、625、825C．1 202、1 010、723、203D．1 202、1 305、723、2032．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 eV3．下列说法正确的是（）A．“光电效应”现象表明光具有波动性B．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒C．天然放射现象表明原子可以再分D．卢瑟福根据“α粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型”n=的激发态的氢原子，能够自发跃迁4．如图所示为氢原子的能级图，一群处于量子数4到较低的能量状态，并向外辐射光子．已知可见光的光子的能量范围为1.64~3.19 eV，锌板的逸出功为3.34 eV，则向外辐射的多种频率的光子中A ．最多有4种频率的光子B ．最多有3种频率的可见光C ．能使锌板发生光电效应的最多有4种频率的光子D ．能使锌板发射出来的光电子，其初动能的最大值为9.41 eV5．下列说法符合物理学事实的是（ ）A ．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆B ．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”C ．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应D ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构6．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误．．的是（ ）A ．用能量为14.0eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B ．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C ．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD ．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态7．关于近代物理学，下列说法正确的是( )A ．查德威克发现质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量8．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( )A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D．原子是不可再分的．9．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由α粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核聚变10．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性11．下列说法正确的是( )A．天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B．一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C．某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D．目前核电站的能量主要来自轻核的聚变12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）A．B．C．D．13．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14．下列说法正确的是（ ）A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2g L T π= 15．汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是( )A ．可能大于或等于7.7 eVB ．可能大于或等于8.8 eVC ．一定等于7.7 eVD ．包含2.8 eV 、4.9 eV 、7.7 eV 三种16．氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是：( )A ．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B ．已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV —3.11 ev ，处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发出电离C ．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为 2.55eV17．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及物理知识说法正确的是A．图1是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念B．强激光的出现使一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，这已被实验证实。
固体物理习题解答
《固体物理学》习题解答( 仅供参考)参加编辑学生柯宏伟（第一章），李琴（第二章），王雯（第三章），陈志心（第四章），朱燕（第五章），肖骁（第六章），秦丽丽（第七章）指导教师黄新堂华中师范大学物理科学与技术学院2003级2006年6月第一章晶体结构1. 氯化钠与金刚石型结构是复式格子还是布拉维格子，各自的基元为何？写出这两种结构的原胞与晶胞基矢，设晶格常数为a。
解：氯化钠与金刚石型结构都是复式格子。
氯化钠的基元为一个Na+和一个Cl－组成的正负离子对。
金刚石的基元是一个面心立方上的Ｃ原子和一个体对角线上的Ｃ原子组成的Ｃ原子对。
由于NaCl和金刚石都由面心立方结构套构而成，所以，其元胞基矢都为：123()2()2()2a a a ⎧=+⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪=+⎪⎩a j k a k i a i j 相应的晶胞基矢都为：,,.a a a =⎧⎪=⎨⎪=⎩a ib jc k2. 六角密集结构可取四个原胞基矢123,,a a a 与4a ,如图所示。
试写出13O A A '、1331A A B B 、2255A B B A 、123456A A A A A A 这四个晶面所属晶面族的晶面指数()h k l m 。
解：(1)．对于13O A A '面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，１，12-，１。
所以，其晶面指数为()1121。
(2)．对于1331A A B B 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，１，12-，∞。
所以，其晶面指数为()1120。
(3)．对于2255A B B A 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：１，1-，∞，∞。
所以，其晶面指数为()1100。
(4)．对于123456A A A A A A 面，其在四个原胞基矢上的截矩分别为：∞，∞，∞，１。
所以，其晶面指数为()0001。
3. 如将等体积的硬球堆成下列结构，求证球体可能占据的最大体积与总体积的比为： 简立方：6π；体心立方：8；面心立方：6；六角密集：6；金刚石：16。
高考物理最新近代物理知识点之原子结构技巧及练习题附答案解析
高考物理最新近代物理知识点之原子结构技巧及练习题附答案解析一、选择题1．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是()A．1 305、25、7、1B．202、405、625、825C．1 202、1 010、723、203D．1 202、1 305、723、2032．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少3．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4．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5．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子 A ．吸收光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．放出光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少6．下列说法符合物理学事实的是（ ） A ．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆 B ．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力” C ．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应 D ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构7．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n =，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ）A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 8．关于近代物理学，下列说法正确的是( )A ．查德威克发现质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量9．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A ．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用． B ．正电荷在原子中是均匀分布的．C ．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D ．原子是不可再分的． 10．下列说法正确的是( )A ．天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B ．一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C ．某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D ．目前核电站的能量主要来自轻核的聚变11．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中 ① ② ③ 三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ，下列 A 、B 、C 、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）A ．B ．C ．D ．12．下列叙述中符合史实的是A ．玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱B ．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构C ．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构13．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A ．B ．C ．D ．14．下列说法正确的是（ ）A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2gL T = 15．下列说法中正确的是 。
高考物理近代物理知识点之原子结构难题汇编附答案(4)
高考物理近代物理知识点之原子结构难题汇编附答案(4)一、选择题1．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中①②③三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列 A、B、C、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）A．B．C．D．2．氢原子能级图的一部分如图所示，A、B、C分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子．其中E A表示原子从n=3能级向n=2能级跃迁的能量，E B表示原子从n=2能级向n=1能级跃迁的能量，E C表示原子从n=3能级向n=1能级跃迁的能量，则下述关系中正确的是A．E A < E B < E CB．E A < E C < E BC．E C < E B < E AD．E B <E A < E C3．如图为氢原子能级示意图。
光子能量为12.75eV的一束光照射处于基态的大量氢原子，大量氢原子将发生能级跃迁，发出的光可能有几种频率A ．3种B ．4种C ．5种D ．6种4．下列叙述中符合史实的是A ．玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱B ．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构C ．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构 5．下列说法正确的是（ ）A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变C ．在核反应方程41417278He N O X +→+中，X 表示的是中子D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少 6．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n >2的能级跃迁到n =2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A ．对应的前后能级之差最小B ．同一介质对的折射率最大C ．同一介质中的传播速度最大D ．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能7．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/eV1.92.73.73.94.14.8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．58．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9．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是．A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．21083Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克10．如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为11n-。
激光固体习题
二 填空题 6．右方两图(a)与(b)中，(a) 图是 n 型半导体的能带结 构图，(b)图是 p 型半导体的 能带结构图．
E 导带 禁带 施主能级 满带 (b)
7．若硅用锑(5价元素)掺杂，则成为 n 型半导体．请在所附的能带图中定 性画出施主能级或受主能级 8．在下列给出的各种条件中，哪些 是产生激光的条件，将其标号列下： (2)(3)(4)(5)． (1)自发辐射．(2)受激辐射．(3)粒 子数反转． (4)三能极系统．(5)谐振 腔．
E 导带（空带） 禁带 满带
9．按照原子的量子理论，原子可以通过 自发辐射与受激辐射 两种辐射方式发光，而激光是由 受激辐射 方式产生的． 10．激光器的基本结构包括三部分，即 工作物质 、 激励能源 和光学谐振腔 ． 三 回答问题题 11．解释下列名词： (1) 满带， (2) 空带， (3) 导带．
根据固体的能带理论,由N个原子结合而成的晶体,一个能带(支 能带)有2N个不同的能态,最多能容纳2N个电子. (1)满带:能带中2N个能态都被电子填满时,这个能带称为满带. 满带中电子没有导电作用. (2)空带:能带中完全没有电子填入时,这个能带称为空带. (3)导带:没有被电子填满的能带中的电子,可以参与导电,这个 能带称为导带,如有电子由于某种原因进入空带,也可以具有导 电性,所以空带也称为导带.
12．何谓激光？它有哪些特性？
激光是受激辐射的光放大的简称,是在原子或分子系 统中实现粒子数反转通过受激辐射产生光放大而获得 的强光束. 激光具有许多独有的特性,如方向性好,能量集中(亮度 高),单色性好,相干性好等.
3．n型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称施主能级)，在能带结构 中应处于 (A) 满带中． (B) 导带中． (C) 禁带中，但接近满带顶． (D) 禁带中，但接近导带底． ［ D］ 4．世界上第一台激光器是 (A) 氦氖激光器． (B) 二氧化碳激光器． (C) 钕玻璃激光器． (D) 红宝石激光器． (E) 砷化镓结型激光器． [D] 5．按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光， 它们所产生的光的特点是： (A) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入 射光是不相干的． (B) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与 入射光是相干的． (C) 两个原子自发辐射的同频率的光是不相干的，原子受激辐射的光与 入射光是不相干的． (D) 两个原子自发辐射的同频率的光是相干的，原子受激辐射的光与入 射光是相干的． ［B］
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习题版权属物理学院物理系
《大学物理AII 》作业No.09原子结构激光固体
班级________学号________姓名_________成绩_______
一、选择题
1．有下列四组量子数：
(1)n =3，l =2，m l =0，2
1=
s m (2)n =3，l =3，m l =1，21=
s m (3)n =3，l =1，m l =-1，2
1−=s m (4)n =3，l =0，m l =0，2
1
−
=s m 其中可以描述原子中电子状态的［
］
(A)只有(1)和(3)
(B)只有(2)和(4)
(C)只有(1)、(3)和(4)
(D)只有(2)、(3)和(4)
解：根据泡利不相容原理四个量子数n 、l 、m l 、s m 不能完全相同知：(1)、(3)和(4)组是正确的。
故选C
2．氢原子中处于2p 状态的电子，描述其量子态的四个量子数(s l m m l n ,,,)可能取的值
为［
］
(A)
(3,2,1,－2
1)
(B)
(2,1,0,
2
1)(C)(2,1,－1,－21
)(D)(1,0,0,2
1)
解：根据泡利不相容原理知：2p 状态的电子四个量子数n 、l 、m l 、s m 可取：2=n ，1=l ，
1,0±=l m ，2/1±=s m ，则知(B)、(C)组是正确的。
故选BC
3．P 型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称受主能级)，在能级结构中应处于［］(A)满带中(B)导带中
(C)禁带中，但接近满带顶(D)禁带中，但接近导带底解：由P 型半导体能带特征（P243）知：(C)正确。
故选C
4．与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是
［］(A)导带也是空带
(B)满带与导带重合(C)满带中总是有空穴，导带中总是有电子(D)禁带宽度较窄
解：由绝缘体、半导体能带特征（P241）知：(D)正确。
故选D
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5．激发本征半导体中传导电子的几种方法有(1)热激发，(2)光激发，(3)用三价元素掺杂，(4)用五价元素掺杂。
对于纯锗和纯硅这类本征半导体，在上述方法中能激发其传导电子的只有［］(A)(1)和(2)
(C)(1)(2)和(3)(4)解：由本征半导体能带特征（P242）知：
激发本征半导体中传导电子的方法中(1)、(2)和(4)是正确
故选D
6．硫化镉(CdS)晶体的禁带宽度为2.42eV ，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体上的(普朗克常量s J 1063.634⋅×=−h ，基本电荷C 1060.119−×=e )［
］
(A)650nm
(B)628nm
(C)550nm
(D)514nm
解：入射到晶体上的光的能量需满足ΔE ≥νh ，则光的波长满足
ΔE λ
≥hc
，即有()()nm 514m 1014.510
6.142.21031063.6719
8
34=×=×××××=∆≤−−−E hc λ故选D
7．下述说法中，正确的是［
］
(A)本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参与导电，而杂质半导体(n 型或p 型)只有一种载流子(电子或空穴)参与导电，所以本征半导体导电性能比杂质半导体好
(B)n 型半导体的导电性能优于p 型半导体，因为n 型半导体是负电子导电，p 型半导体是正离子导电
(C)n 型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近导带的底部，使局部能级
中多余的电子容易被激发跃迁到导带中去，大大提高了半导体导电性能(D)p 型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动
解：由本征、P 型、N 型半导体能带特征（P242）知：(C)正确
故选C
8．在激光器中利用光学谐振腔［
］(A)可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性(B)可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性(C)可同时提高激光束的方向性和单色性
(D)既不能提高激光束的方向性也不能提高其单色性
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解：由激光器中光学谐振腔的功能（P180）知：(C)正确故选C
9．世界上第一台激光器是
［D ］(A)氦－氖激光器
(B)二氧化碳激光器(C)钕玻璃激光器(D)红宝石激光器
(E)砷化镓结型激光器解：由激光器发展历史知：(D)正确
故选D 10．按照原子的量子理论，原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式发光，它们所产生的光的特点是：［］(A)前者是相干光，后者是非相干光
(B)前者是非相干光，后者是相干光(C)都是相干光(D)都是非相干光
解：由激光的产生原理及特性（P182）知：(B)正确。
故选B 二、填空题
1．多电子原子中，电子的排列遵循原理和
原理。
解：电子的排列遵循
泡利不相容
原理和
能量最小
原理
2．锂(Z =3)原子中含有3个电子，电子的量子态可用(n ，l ，m l ，m s )四个量子数来描述，若已知基态锂原子中一个电子的量子态为(1，0，0，
2
1
)，则其余两个电子的量子态分别为(_______________________)和(__________________________)。
解：根据泡利不相容原理和能量最低原理知：其余两个电子的量子态分别为
1，0，0，21−
和2，0，0，21
或2，0，0，2
1−3．根据量子力学理论，氢原子中电子的角动量在外磁场方向上的投影为ℏl z m L =，当角
量子数l ＝2时，z L 的可能取值为。
解：根据氢原子量子力学理论中各种量子数取值规则有：
当l ＝2时，2,1,0±±=l m ，故ℏ
ℏ2,,0±±=z L
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4．若在四价元素半导体中掺入三价元素原子，则可构成型半导体，参与导电的
载流子多数是。
解：由P 型半导体能带构成特征（P243）知：
可构成P 型半导体，载流子多数是空穴
5．纯硅在T =0K 时能吸收的辐射最长的波长是1.09µm ，故硅的禁带宽度为eV 。
(普朗克常量s J 1063.634⋅×=−h ，J 106.1eV 119−×=)
解：吸收辐射最长的波长，则有最小能量，即有硅的禁带宽度
()()
eV 14.1J 1082.11009.11031063.619
6
834=×=××××==∆−−−λhc E 6．下面两图(a )与(b )中，(a )图是型半导体的能带结构图，(b )图是
型半导体
的能带结构图。
解：由P 型、N 型半导体能带构成特征（P243）知：(a )图是N 型，(b )图是P 型
7．太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV ，它能吸收的辐射的最大波长
是。
(普朗克常量s J 1063.634⋅×=−h ，J 106.1eV 119−×=)
解：根据能量和波长关系知能吸收的辐射的最大波长满足：
E hc ∆≥λ，()m 1085.16
.11067.01031063.66
19
834−−−×=×××××=∆≤E hc λ8．若锗用铟(三价元素)掺杂，则成为
型半导体。
请在所附的能带图中定性画出
施主能级或受主能级。
解：由P 型半导体能带构成特征（P243）知：P 型，
能带图见右图
满带
•。
满带
•。
a b •。
满带
•。
受主能级
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9．按照原子的量子理论，原子可以通过____________________________两种辐射方式发光，而激光是由__________________方式产生的。
解：
自发辐射和受激辐射；
受激辐射
10．激光器的基本结构包括三部分，即、
和。
解：激光器的基本结构包括三部分，即
工作物质
、激励能源
和
光学谐振腔。
11．光和物质相互作用产生受激辐射时，辐射光和照射光具有完全相同的特性，这些特性是指。
解：这些特性指
相位、频率、偏振态、传播方向（P182）。
12．产生激光的必要条件是，激光的三个主要特性是。
解：产生激光的必要条件是粒子数反转分布（P178），激光的三个主要特性是方向性好，单色性好因而相干性好，光强大
（P182）。