原子核计算题

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高三物理原子核物理练习题及答案

高三物理原子核物理练习题及答案一、选择题1.以下哪个是不稳定的原子核？A. 氘核B. 氦核C. 镭核D. 铀核答案：C2.下列物质中，具有中子最多的是：A. 氢B. 氮C. 铁D. 铀答案：D3.以下哪个是半衰期较短的放射性同位素？A. 铀-238B. 铀-235C. 钍-232D. 钚-239答案：D4.下列几种放射线中，穿透能力最强的是：A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C5.核反应中质量守恒定律及能量守恒定律的基础是：A. 爱因斯坦质能方程B. 力守恒定律C. 电荷守恒定律D. 反射定律答案：A二、填空题1.法拉第定律指出，电流的大小与通过导线的_____成正比，与导线的长度及截面积的____成反比。

答案：电压、电阻2.铀-238衰变成钍-234时，放射出____和____。

答案：α粒子、氚核3.芬特方法通过测量放射性同位素的_____测定样品的年龄。

答案：衰变产物4.质子数为92的核素是_____。

答案：铀5.链式反应是指每个裂变核生成的中子都能引起_____个新的裂变核裂变。

答案：大于1个三、计算题1.一个铀-235核裂变时，平均产生3个中子，使周围8个铀-235核继续裂变。

假设每次裂变放出的能量为210MeV，求铀-235核裂变的倍增时间。

答案：根据倍增时间的定义，我们有Td = (N-1) × τ其中，Td为倍增时间，N为平均每次裂变释放的中子数，τ为平均裂变时间。

由题意可知，N = 3裂变时间τ = 1秒/8 = 0.125秒将N和τ代入上述公式，解得Td = (3-1) × 0.125 = 0.25秒2.一个样品中的放射性同位素含量初试为1000g，经过5个半衰期后剩余多少克？答案：根据半衰期的定义，经过一个半衰期放射性同位素的质量会剩下原来的一半。

因此，经过5个半衰期，剩余的质量为原质量的(1/2)^5倍。

即，剩余质量 = 1000g × (1/2)^5 = 1000g × 1/32 = 31.25g四、解答题1.请简述核聚变和核裂变的基本原理及其应用领域。

原子核物理习题答案(卢希庭)

Ag,
238 92
U, 设r0 = 1.45 fm.
解：由R = r0 A 3 知，对于 He，R = 1.45 × 4
4 2 1 3
1
fm = 2.33 fm
1 3
对于对于
107 47 238 92
Ag，R = 1.45 ×107 U，R = 1.45 × 238
1
fm = 6.88 fm fm = 8.99 fm
可得：
T1 2 = 2.22 × 1016 s = 7.04 × 108 a
2.7.某种放射性核素既有α 放射性，又有β 放射性，实验测得β 射线强度I β 随时间t的衰减如下表所示，试求考虑到两种衰变时，该核素的半衰期。 1 2 4 6 8 t min 0 I β 1000 795 632 398 251 159 解：设每次衰变放出a个粒子 Q ∴ Aβ = Iβ a 其中λ，T1 2分别为考虑两种衰变时的衰变常量和半衰期
即 241 Am和 243 Am核的自旋为
1-8. 已知12 C的第一激发态的同位旋T=1,问它与哪两个核的什么态组成同位旋三重态？
12 解： C核子数12，即Z + N = 12
第一激发态的同位旋T =1， 1 T3 = （Z - N）=0 2 ∴ 它应该和核子数12，同位旋T =1，T3 = 1， 1的两种核素的基态 − 组成同位旋三重态 1 对于T3 = （Z - N）=1 2 12 Z =7 N 1 对于T3 = （Z - N）=-1 2 12 Z =5 B
2 2 r0 π 2π
∫
0 0 0
8πρω r05 ρ r dr sin θ dθ dϕ ⋅ r ω = 15
2 3 2
4πρ r 2 m=

原子物理五套试题及答案

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。

核物理学的测试题

核物理学的测试题1. 简答题a) 什么是核物理学？核物理学是研究原子核结构、核反应以及与核相互作用的物理学领域。

b) 什么是原子核？原子核是原子的中心部分，由质子和中子组成。

c) 什么是核反应？核反应是指核之间发生的转换、聚变或裂变过程。

d) 核聚变与核裂变有什么区别？核聚变是指两个轻核融合形成一个更重的核，而核裂变是指一个重核分裂为两个较轻的核。

e) 什么是半衰期？半衰期是指放射性物质衰变为其初始数量的一半所需的时间。

2. 计算题a) 一个原子核具有30个质子和40个中子。

请确认该原子核的质量数和原子序数，并写出该核的化学符号。

该原子核的质量数=30+40=70。

该原子核的原子序数=30。

该核的化学符号为30Zn。

b) 一个铀核在经历连续α衰变和β衰变后，转变为锇核，请计算原铀核与锇核的质量数和原子序数。

根据连续α衰变：铀核→镎核→镅核→锇核铀核的质量数=238。

铀核的原子序数=92。

根据β衰变：铀核→钍核→锇核锇核的质量数=238。

锇核的原子序数=92。

3. 简答题a) 提供一个代表核反应的示例。

核反应的一个示例是核聚变反应：氘核与氚核聚变形成氦核和一个中子。

b) 如何利用核反应发电？核反应发电利用核裂变或核聚变反应来产生热能，然后使用热能转化为电能，驱动发电机发电。

c) 什么是核裂变链式反应？核裂变链式反应是指一个裂变核产生的中子继续引起其他核的裂变，从而产生更多的裂变核和中子的连续反应。

4. 计算题a) 某个放射性核素的半衰期为2小时。

如果初始含量为100克，经过6小时后剩余多少克？经过6小时，共经历了3个半衰期。

剩余的克数 = 初始含量 × (1/2)^n其中，n为经历的半衰期次数。

剩余的克数 = 100 × (1/2)^3 = 100 × (1/8) = 12.5克。

b) 对于放射性核素，如果半衰期较长，会对环境造成什么影响？如果放射性核素的半衰期较长，意味着其放射性衰变过程也相对较长，会导致较长时间的放射性释放，对环境造成长期的辐射污染，对生物体和生态系统造成潜在的危害。

原子核和放射性复习要点和习题答案

第十四章原子核和放射性通过复习后，应该:14-1 如果原子核半径公式为R ×10 -15 A 1/3 〔A 为质量数〕，试计算:①核物质的密度;②核物质单位体积内的核子数。

解: ①原子核的质量M 可表示为M =Au ×10 -27A 〔u 为原子质量单位〕，而原子核的半径R ×10 -15A 1/3 ，则其体积V 为V =34πR 3 =34×××10 -15A 1/3〕3×10 -45A 由密度的定义可得核物质的密度为ρ=M/ V =1.66×10 -27 A ×10 -45 A kg ·m -3 ≈×10 17 kg ·m -3②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为n =A/ V = A /7.24×10 -45A m -3 =1.38×10 44 m -314-2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量〔以MeV 为单位〕。

解: 核反响中质量亏损△m =2m D -m He =〔2×2.013553-4.002603〕u=0.024503u,对应的能量为 △E =△m ·c 2×14-3 解释以下名词:〔a 〕同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;〔b 〕核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;〔c 〕半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。

答: 〔a 〕①同位素:原子序数Z 一样而质量数A 不同的核素在元素周期表中占有一样的位置，这些核素称为同位素。

②同质异能素:原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。

③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。

原子结构练习题(含参考答案)

原子结构练习题(含参考答案)题目一1. 原子核由哪两种粒子组成？2. 电子的属性是什么？3. 原子的质量数由什么决定？4. 如何计算一个原子的电子数？5. 请列举五种不同元素的符号和原子序数。

参考答案：1. 原子核由质子和中子组成。

2. 电子具有负电荷和质量很小的特性。

3. 原子的质量数由其质子数和中子数之和决定。

4. 一个原子的电子数等于其质子数。

5. 例如：氢(H) - 1，氧(O) - 8，氮(N) - 7，铜(Cu) - 29，铁(Fe) - 26.题目二1. 什么是元素周期表？2. 哪个元素是元素周期表中的第一元素？3. 元素周期表是如何组织的？4. 元素的周期性特点是什么？5. 元素周期表中有多少个主要分组？参考答案：1. 元素周期表是一种排列化学元素的表格，按照一定规则组织元素信息。

2. 氢元素是元素周期表中的第一元素。

3. 元素周期表按元素的原子序数和化学性质进行组织，相似化学性质的元素分在同一垂直列(组)中。

4. 元素周期表中的元素周期性特点表现为周期性变化的原子半径、电离能和电负性等。

5. 元素周期表中有18个主要分组。

题目三1. 排列下列元素按原子升序：铜、氧、铁、钠。

2. 哪个元素的电子云最靠近原子核？3. 一个元素的原子序数是其原子中有多少个什么？4. 请列举两种气体元素。

5. 化合物是由什么组成的？参考答案：1. 氧、钠、铁、铜。

2. 电子云最靠近原子核的元素是氧。

3. 一个元素的原子序数是其原子中有多少个质子。

4. 例如：氢(H)和氧(O)。

5. 化合物是由两种或更多不同元素结合而成的。

原子物理学考试选择计算题目(参考答案)综述

1. Ｈ、He +、Li++由基态到第一激发态所需的激发能量分别为10.2eV 、 40.8 eV 、 91.8 eV;由第一激发态跃迁到基态所辐射的光子波长分别为 122 nm 、 30.5 nm 、 13.5 nm 、 2.4.5MeV 的α粒子与金核（Z=79）对心碰是的最小距离是50.61014-⨯m 、与核对心碰撞的最小距离（考虑质心系运动）是3.021014-⨯m3. 氦离子He+从第一激发态跃迁到基态辐射的光子的能量石 40.8 eV ，辐射的光子使基态的氢原子电离从而放出电子，电子的动能为 eV 。

4.2D23状态的原子的磁矩为 -1.55，在Z 方向上的投影可能值为56,52,52,56-- 。

LS 耦合的朗德因子为 54。

5.锌原子的一条谱线（3PS 031→）在磁感应强度B 的磁场中发生塞满分裂，怨谱线分裂成 3 条，相邻两谱线的波数差为 93.3m1-。

6.X 射线管中的电子在20千伏地电场作用下冲击靶所产生的X 射线的最短波长为 0.062 nm.7. 一束波长为0.54nm 的单色光入射到一组晶面，在与晶面夹角为30度的方向产生一级衍射极大，该晶面的间距为 0.54 nm.8.60Nd(钕nv)的L 吸收限为0.19nm ，L 壳层能级为 -6.546 KeV ，K 壳层能级为 -35.48 KeV ，从钕原子中电离一个K 电子需做功 42 KeV 。

9. 在康普顿散射中，若入射光子的能量等于电子的静能m c2,则散射光的最大波长为 0.0160256 。

10. 已知核素41Ca 、1H 的原子质量分别是40.96228u 和1.007825u ，中子质量为1.008665u,则核素41Ca 的结合能和比结合能分别是 350.41633MeV 和 8.5467397 MeV 11．1m g238U 每分钟放出740个α粒子，其放射性活度为 1.233104⨯Bq,238U 的半衰期为4.5109⨯。

原子物理练习题(精品).doc

基于德布罗意假设得出的公式2 = 12.26 Tv （其中v 是以伏特为单位的电子D. 9.14V5、（/?-6.62x10 34 J-5 , m e =9.11x10-^ kg , e-1.6xl0 19C , 7? - l.lxlO 7/^1 ,L «0.4675（T ）CZM -1 , /J B ® 9.27xl0-24 J-T _1, 4=0.529x10“％ , =6.02x103"。

广 i , 勺=&854xlO i2A-s-V l -m l , /?c = 1240/i/w-eV , e~/4^0 = 1.4-4-nm - eV , m e c 2 = 51 lA"eV ）一、单项选择题1、原子核式结构模型的提出是根据a 粒子散射实验中（）A. 绝大多数a 粒子散射角接近180°B. a 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2、欲使处于基态的氢原子发出线，则至少需提供多少能量（eV ） ?（）A. 13. 6B. 12. 09C. 10. 2D. 3.43、由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔轨道半径的数值是（）A. 5.29x10"%B. 0.529x10"%；C. 5.29xlO -12//? ；D. 529x10“％4、一次电离的氨离子He*处于第一激发态（n=2）时的电子轨道半径为（）A. 0.53x10"%；B. 1.06x10"%；C. 2.12x10“％；D. 0.26x10“％速电压）的适用条件是：（） A.自由电子，非相对论近似 B. —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6、一强度为/的a 粒子束垂直射向一金箔，并为该金箔所散射。

若0=90'对应的瞄准距离为b,则这种能量的a 粒子与金核可能达到的最短距离为：A. b;B. 2b;C. 4b;D. 0. 5方。

原子物理学习题（可编辑）

原子物理学习题原子物理学习题第一章原子的核式结构1．选择题1 原子半径的数量级是A．10－10cm B10-8m C 10-10m D10-13m2 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 B粒子只偏2～3C 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3进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明A 原子不一定存在核式结构B 散射物太厚C 卢瑟福理论是错误的D 小角散射时一次散射理论不成立4 用相同能量的粒子束和质子束分别与金箔正碰测量金原子核半径的上限问用质子束所得结果是用粒子束所得结果的几倍A 14B 12C 1D 25 动能EK 40keV的粒子对心接近Pb z 82 核而产生散射则最小距离为mA59 B30 C5910-12 D5910-146 如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍A2 B12 C1 D 47 在金箔引起的粒子散射实验中每10000个对准金箔的粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内若金箔的厚度增加到4倍那么被散射的粒子会有多少A 16 B8 C4 D28在同一粒子源和散射靶的条件下观察到粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为A．41 B2 C14 D189在粒子散射实验中若把粒子换成质子要想得到粒子相同的角分布在散射物不变条件下则必须使A质子的速度与粒子的相同 B．质子的能量与粒子的相同C．质子的速度是粒子的一半 D．质子的能量是粒子的一半2．简答题1简述卢瑟福原子有核模型的要点2简述粒子散射实验粒子大角散射的结果说明了什么3什么是微分散射截面简述其物理意义4α粒子在散射角很小时发现卢瑟福公式与实验有显著偏离这是什么原因5为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性就是证实了原子的核式结构6用较重的带负电的粒子代替α粒子作散射实验会产生什么结果中性粒子代替α粒子作同样的实验是否可行为什么7在散射物质比较厚时能否应用卢瑟福公式为什么8普朗光量子假说的基本内容是什么与经典物理有何矛盾9为什么说爱因斯坦的光量子假设是普朗克的能量子假设的发展10何谓绝对黑体下述各物体是否是绝对黑体a 不辐射可见光的物体b 不辐射任何光线的物体c 不能反射可见光的物体d 不能反射任何光线的物体e 开有小孔空腔3．计算题1当一束能量为48Mev的粒子垂直入射到厚度为40³10-5cm的金箔上时探测器沿20°方向上每秒记录到20³104个粒子试求①仅改变探测器安置方位沿60°方向每秒可记录到多少个粒子②若粒子能量减少一半则沿20°方向每秒可测得多少个粒子③粒子能量仍为48MeV而将金箔换成厚度的铝箔则沿20°方向每秒可记录到多少个粒子ρ金＝193gcm3 ρ铅＝27g cm3A金＝179 A铝＝27Z金＝79 Z铝＝132 试证明α粒子散射中α粒子与原子核对心碰撞时两者之间的最小距离是散射角为900时相对应的瞄准距离的两倍3 10Mev的质子射到铜箔片上已知铜的Z 29 试求质子散射角为900时的瞄准距离b和最接近于核的距离rm4动能为50MeV的粒子被金核散射试问当瞄准距离分别为1fm和10fm时散射角各为多大5假设金核半径为70fm试问入设质子需要多大能量才能在对头碰撞时刚好到达金核表面6在粒子散射实验中如果用银箔代替金箔二者厚度相同那么在同样的偏转方向同样的角度间隔内散射的粒子数将减小为原来的几分之几银的密度为106公斤／分米3原子量为108金的密度为193公斤／分米3原子量197 7能量为35MeV的细粒子束射到单位面积质量为105³10-2kg／m2的银箔上如题图所示粒子与银箔表面成60o角在离入射线成＝20o的方向上离银箔散射区距离L＝012米处放一窗口面积为60³10-5m2的计数器测得散射进此窗口的粒子是全部入射粒子的百分之29若已知银原子量为1079试求银的核电核数Z 第二章玻尔氢原子理论1选择题1 若氢原子被激发到主量子数为n的能级当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为A．n-1 B n n-1 2 C n n1 2 D n2 氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的系线限波长分别为AR4 和R9 BR 和R4 C4R 和9R D1R 和4R3 氢原子赖曼系的线系限波数为R则氢原子的电离电势为A．3Rhc4 B Rhc C3Rhc4e D Rhce4 氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是A．136V和102V B –136V和-102V C136V和34V D –136V和-34V5 由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径的数值是A529m B0529³10-10m C 529³10-12m D529³10-12m6 根据玻尔理论若将氢原子激发到n 5的状态则A可能出现10条谱线分别属四个线系 B可能出现9条谱线分别属3个线系C可能出现11条谱线分别属5个线系 D可能出现1条谱线属赖曼系7 欲使处于激发态的氢原子发出线则至少需提供多少能量eVA136 B1209 C102 D348 氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线A1 B6 C4 D39 氢原子光谱由莱曼巴耳末帕邢布喇开系组成为获得红外波段原子发射光谱则轰击基态氢原子的最小动能为A 066 eV B1209eV C102eV D1257eV10 用能量为127eV的电子去激发基态氢原子时受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线不考虑自旋A．3 B10 C1 D411 有速度为1875的自由电子被一质子俘获放出一个光子而形成基态氢原子则光子的频率Hz为A．3310 B2410 C5710 D211012 按照玻尔理论基态氢原子中电子绕核运动的线速度约为光速的A110倍 B1100倍 C 1137倍 D1237倍13 玻尔磁子为多少焦耳／特斯拉A．0927 B0927 C 0927 D 092714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 8 B34 C83 D4315 象子带有一个单位负电荷通过物质时有些在核附近的轨道上将被俘获而形成原子那么原子基态轨道半径与相应的电子轨道半径之比为子的质量为m 206meA1206 B1 206 2 C206 D206216 电子偶素是由电子和正电子组成的原子基态电离能量为A-34eV B34eV C68eV D-68eV17 根据玻尔理论可知氦离子He的第一轨道半径是A．2 B 4 C 2 D 418 一次电离的氦离子 He处于第一激发态n 2时电子的轨道半径为A05310-10m B10610-10m C21210-10m D02610-10m19 假设氦原子Z 2的一个电子已被电离如果还想把另一个电子电离若以eV为单位至少需提供的能量为A．544 B-544 C136 D3420在He离子中基态电子的结合能是A272eV B544eV C1977eV D2417eV21 夫赫实验的结果表明A电子自旋的存在 B原子能量量子化 C原子具有磁性 D原子角动量量子化22夫赫实验使用的充气三极管是在A相对阴极来说板极上加正向电压栅极上加负电压B板极相对栅极是负电压栅极相对阴极是正电压C板极相对栅极是正电压栅极相对阴极是负电压D相对阴极来说板极加负电压栅极加正电压23处于基态的氢原子被能量为1209eV的光子激发后其轨道半径增为原来的A．4倍 B3倍 C9倍 D16倍24氢原子处于基态吸收 1026的光子后电子的轨道磁矩为原来的倍A．3 B 2 C不变 D92．简答题119世纪末经典物理出现哪些无法解决的矛盾2用简要的语言叙述玻尔理论并根据你的叙述导出氢原子基态能量表达式3写出下列物理量的符号及其推荐值用国际单位制真空的光速普朗克常数玻尔半径玻尔磁子玻尔兹曼常数万有引力恒量4解释下列概念光谱项定态简并电子的轨道磁矩对应原理5简述玻尔对原子结构的理论的贡献和玻尔理论的地位与不足6 波尔理论的核心是什么其中那些理论对整个微观理论都适用7 为什么通常总把氢原子中电子状态能量作为整个氢原子的状态能量8 对波尔的氢原子在量子态时势能是负的且数值大于动能这意味着什么当氢原子总能量为正时又是什么状态9 为什么氢原子能级随着能量的增加越来越密10分别用入射粒子撞击氢原子和氦粒子要使它们在量子数n相同的相邻能级之间激发问在哪一种情况下入射粒子必须具有较大的能量11当原子从一种状态跃迁到另一种状态时下列物理量中那些是守恒的总电荷总电子数总光子数原子的能量总能量原子的角动量原子的线动量总线动量12处于n 3的激发态的氢原子a 可能产生多少条谱线b 能否发射红外线c 能否吸收红外线13 有人说原子辐射跃迁所相应的两个状态能量相差越大其相应的辐射波长越长这种说法对不对14 具有磁矩的原子在横向均匀磁场和横向非均匀磁场中运动时有什么不同15 要确定一个原子的状态需要哪些量子数16 解释下述的概念或物理量并注意它们之间的关系激发和辐射定态基态激发态和电离态能级和光谱项线系和线系限激发能电离能激发电位共振电位电离电位辐射跃迁与非辐射跃迁3．计算题1 单色光照射使处于基态的氢原子激发受激发的氢原子向低能级跃迁时可能发出10条谱线问①入射光的能量为多少②其中波长最长的一条谱线的波长为多少hc 12400eV²2②n 5时正电子素的电离能已知玻尔半径 05293 不计电子自旋当电子在垂直于均匀磁场的平面内运动时试用玻尔理论求电子动态轨道半径和能级提示4 氢原子巴尔末系的第一条谱线与He离子毕克林系的第二条谱线 6→4 两者之间的波长差是多少 RH 109678³10-3 RHe 109722³10-35 设氢原子光谱的巴耳末系的第一条谱线的波长为第二条谱线的波长为试证明帕邢系的第一条谱线的波长为6 一个光子电离处于基态的氢原子被电离的自由电子又被氦原子核俘获形成处于能级的氦离子He同时放出波长为500nm的光子求原入射光子的能量和自由电子的动能并用能级图表示整个过程7 在天文上可观察到氢原子高激发态之间的跃迁如与之间请计算此跃迁的波长和频率8 He离子毕克林系的第一条谱线的波长与氢原子的巴耳末系线相近为使基态的He离子激发并发出这条谱线必须至少用多大的动能的电子去轰击它9 试用光谱的精细结构常数表示处于基态的氢原子中电子的速度轨道半径氢原子的电离电势和里德伯常数10 计算氢原子中电子从量子数为的状态跃迁到的状态时所发出谱线的频率11 试估算一次电离的氦离子二次电离的锂离子的第一玻尔轨道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与氢原子的上述物理量之比值12LiZ＝3原子其主线系光谱的波数公式已知Li原子电离成Li＋＋＋离子需要20344eV的能量问如要把Li＋粒子电离为Li＋＋离子需要多少能量13设在斯特恩-格拉赫实验中不均匀磁场长度为从不均匀磁场的端点到屏的距离银原子的速度试求屏上两银原子条纹之间的间距已知银原子的质量基态银原子磁矩在空间任意方向的量子化取值14试计算赖曼系巴尔末系和帕邢系的波长范围即求出每个线系的最短波长和最长波长的值确定它们所属的光谱区域15氢原子的下列谱线各属哪个线系9704341与9546它们各相应于什么跃迁16当氢原子放出光子时由于光子具有能量而使氢原子受到反冲证明此时光波波长变化为17试问二次电离的锂离子Li 从其第一激发态向基态跃迁时发出的光子是否有可能使处于基态的一次电离的氦离子He的电子电离掉18试确定氢原子放射波长为12818的谱线时氢原子电子角动量的变化已知给定的谱线属于帕邢系RH 10967758107米-119在受到单能量电子照射时原子态氢发射出波长为 0122m的光子试求电子的能量并确定原子受到电子撞击后跃迁到哪一个激发态20某类氢原子它的帕邢系第三条谱线和氢原子的赖曼系第一条谱线的频率几乎一样问该原子是何元素21试计算氢原子n 3 的各电子轨道的偏心率和长短半轴的值22计算208Pb Z 82 原子第一玻尔轨道的半径和能量以及在第一赖曼跃迁从n2 2 n1 1 中所产生的光子的能量是多少第三章量子力学初步1．选择题1为了证实德布罗意假设戴维孙革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了A电子的波动性和粒子性 B电子的波动性 C电子的粒子性 D所有粒子具有二项性2 德布罗意假设可归结为下列关系式A E h p BE P C E h p D E p3 为使电子的德布罗意假设波长为100埃应加多大的加速电压A．1151106V B244V C244105V D151V4基于德布罗意假设得出的公式的适用条件是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5如果一个原子处于某能态的时间为10-7S原子这个能态能量的最小不确定数量级为以焦耳为单位A．10-34 B10-27 C10-24 D10-306将一质子束缚在10-13cm的线度内则估计其动能的量级为A eVB MeVC GeV D10-20J7 按量子力学原理原子状态用波函数来描述不考虑电子自旋对氢原子当有确定主量子数n时对应的状态数是A．2n B2n1 Cn2 D2n28 按量子力学原理原子状态用波函数来描述不考虑电子自旋对氢原子当确定后对应的状态数为An2 B2n C D219 按原子力学原理原子状态用波函数来描述考虑电子自旋对氢原子当确定后对应的状态数为A2 21 B21 C n Dn210 按量子力学原理原子状态用波函数来描述考虑自旋对氢原子当m确定后对应的状态数为A1 B2 C21 D n3．简答题1波恩对波函数作出什么样的解释2请回答测不准关系的主要内容和物理实质3为什么说德布罗意是量子力学的创始人贡献如何4何谓定态定态波函数具有何种形式5波函数满足标准条件是什么写出波函数的归一化条件6 量子力学是在什么基础上建立起来的它与旧量子论的根本区别是什么7 微观粒子的状态用什么来描述为什么8 如何理解微观粒子的波粒二相性对于运动着的宏观实物粒子为什么不考虑它们的波动性9 微观粒子在不运动相对静止的时候能否显示出波动性又能否显示出粒子性10a 能否用相对论的质量与速度关系式求得光子的质量b 不同波长的光子质量同否11 当中子和光子的波长相同时它们的动量和总能量是否相同12 怎样理解测不准关系13按照光的波动说光强与什么成正比按照光的粒子说光强度又与什么成正比怎样才能把这两种学说联系起来14ψ xyz 表示波函数问各表示什么物理意义15用角动量来表示测不准关系时将具有怎样的形式16何谓定态解定态问题的方法和步骤是什么17用量子力学解氢原子问题得出哪些主要结果这些结果与旧量子论有何区别与联系这说明了什么问题18为什么玻尔轨道这个概念违反测不准关系3．计算题1电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为的静电场加速后其德布罗意波长为求加速电势差2试画出时电子轨道角动量在磁场中空间量子化示意图并标出电子轨道角动量在外磁场方向的投影的各种可能值3若一个电子的动能等于它的静止能量试求1该电子速度为多大2其相应的德布罗意波长是多少4一个电子被禁闭在线度为10fm的区域内这正是原子核线度的数量级试计算它的最小动能为多少5 如果普朗克常数是6600J S而不是66 10-34J S我们的世界会复杂得多在这种情况下一个体重100Kg的足球运动员以50m s-1的速度奔跑它的德布罗意波长是多大由对面的运动员看来他的位置的最小不确定量是多大6氢原子的基态波函数试求1在r-rdr范围内发现电子的几率2r取何值时几率最大 3 计算能量角动量及角动量在Z方向的投影P Z7 线性谐振子的基态波函数和第一激发态的波函数分别为式中为弹性系数试求线性谐振子在基态和第一激发态时几率出现最大值时的位置8氢原子处于的状态试求1状态能量2角动量3角动量的分量4经向几率分布函数和角向几率分布函数9 典型的原子核半径约为50fm设核内质子的位置不确定量为50fm试求质子动量的最小不确定量为多少10 粒子位于一维对称势场中势场形式为1试推导粒子在 E V0 情况下其总能量E满足的关系式2 试使用1中导出的关系式以图解法证明粒子的能量只能是一些不连续的值11设原子的线度为10-10m的数量级原子核的线度为10-14的数量级已知电子的质量质子质量求电子在原子中的能量和质子在原子核中的能量12计算宽度为1埃的无限深势阱中n 12310100问各能态电子的能量如果势阱宽为1cm则又如何13在一维无限深方势阱中当粒子处于 1和 2时求发现粒子几率最大的位置14当一电子束通过08Wb²m-2的匀强磁场时自旋取向与此磁场顺向和反向的两种电子的能量差是多少15光子与电子的波长都是20埃它们的动量和能量都相等否16试描绘原子中L 4时电子动量矩L在磁场中空间量子化的示意图并写出L 在磁场方向的分量LZ的各种可能的值17求粒子在一维无限深势阱中的能量和波函数第四章碱金属原子1选择题1单个f 电子总角动量量子数的可能值为A j 3210B j ±3C j ±72 ± 52D j 52 722单个d 电子的总角动量投影的可能值为A23 B34 C D32523已知一个价电子的试由求的可能值A 3212 -12 -32B 32 12 12 -12 -12-32C 3212 0-12 -32D 3212 12 0-12 -12-324锂原子光谱由主线系第一辅线系第二辅线系及柏格曼系组成这些谱线系中全部谱线在可见光区只有A主线系 B第一辅线系 C第二辅线系 D柏格曼系5锂原子主线系的谱线在不考虑精细结构时其波数公式的正确表达式应为A B C． D．6碱金属原子的光谱项为AT Rn2 B T Z2Rn2 C T Rn2 D T RZ2n27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8已知锂原子光谱主线系最长波长为6707埃辅线系线系限波长为3519埃则Li原子的电离电势为A．538V B185V C353V D914V9钠原子基项3S的量子改正数为137试确定该原子的电离电势A0514V B151V C512V D914V10 碱金属原子能级的双重结构是由于下列哪一项产生A相对论效应 B原子实的极化C价电子的轨道贯穿 D价电子的自旋－轨道相互作用11 产生钠的两条黄谱线的跃迁是A2P12→2S12 2P12→2S12 B 2S12→2P12 2S12→2P32C 2D32→2P12 2D32→2P32D 2D32→2P12 2D32→2P3212若已知K原子共振线双重成分的波长等于769898埃和76649埃则该原子4p能级的裂距为多少eVA74³10-2 B 74³10-3 C 74³10-4 D 74³10-513对锂原子主线系的谱线考虑精细结构后其波数公式的正确表达式应为A 22S12-n2P12 22S12-n2P32B 22S12 n2P32 22S12 n2P12C n2P32-22S12 n2P12-22S32D n2P32 n2P32 n2P12 n21214碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因A电子自旋的存在 B观察仪器分辨率的提高C选择定则的提出 D轨道角动量的量子化15已知钠光谱的主线系的第一条谱线由 1 5890埃和 2 5896埃的双线组成则第二辅线系极限的双线间距以电子伏特为单位A0 B214 10-3 C207 10-3 D342 10-216考虑电子自旋碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的间隔随波数增加而减少的是什么线系A主线系 B锐线系 C漫线系 D基线系17如果是单电子原子中电子的轨道角动量量子数则偶极距跃迁选择定则为A B 或 1 C D18碱金属原子的价电子处于n＝3 ＝1的状态其精细结构的状态符号应为A 32S1232S32 B3P123P32 C 32P1232P32 D 32D3232D5219下列哪种原子状态在碱金属原子中是不存在的A 12S12B 22S12C 32P12D 32S1232D5220对碱金属原子的精细结构12S12 12P12 32D52 42F5222D32这些状态中实际存在的是A12S1232D5242F52 B12S12 12P12 42F52 C12P1232D5222D32 D32D52 42F5222D3221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相对论修正和极化贯穿C自旋－轨道耦合和相对论修正 D极化贯穿自旋－轨道耦合和相对论修正22对氢原子考虑精细结构之后其赖曼系一般结构的每一条谱线应分裂为A二条 B三条 C五条 D不分裂23考虑精细结构不考虑蓝姆位移氢光谱Hα线应具有A双线 B三线 C五线 D七线24氢原子巴尔末系的谱线计及精细结构以后每一条谱线都分裂为五个但如果再考虑蓝姆位移其谱线分裂条数为A五条 B六条 C七条 D八条25已知锂原子主线系最长波长为 1 67074埃第二辅线系的线系限波长为3519埃则锂原子的第一激发电势和电离电势依次为已知R＝109729 107m-1A085eV538eV B185V538V C085V538V D1385eV538eV26钠原子由nS跃迁到3D态和由nD跃迁到3P态产生的谱线分别属于A第一辅线系和基线系 B柏格曼系和锐线系C主线系和第一辅线系 D第二辅线系和漫线系27d电子的总角动量取值可能为A B C D2．简答题1碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么造成碱金属原子精细能级的原因是什么为什么态不分裂态分裂为两层2造成氢原子精细能级和光谱的原因是什么3试由氢原子能量的狄拉克公式出发画出巴尔末系第一条谱线分裂后的能级跃迁图并写出各自成分的波数表达式4简述碱金属原子光谱的精细结构实验现象及解释5什么叫原子实碱金属原子的价电子的运动有何特点它给原子的能级带来什么影响6碱金属原子的能级或光谱项与氢或类氢原子有何不同这是什么原因引起的为什么这种差别当量子数很大时又消失了7电子自旋是怎样产生的电子自旋是电子的固有属性的含义是什么为什么不能把电子自旋理解为电子绕其对称轴的自转8对碱金属原子原子态和电子态有何联系表示符号上有何区别9为什么谱项S项的精细结构是单层的PDF等项总是双层的试从碱金属的光谱双线的规律性和从电子自旋与轨道相互作用的物理概念的两方面分别说明之10考虑自旋后碱金属原子的能级怎样确定和表示11以钠为例碱金属原子的四个光谱线系的精细结构公式如何表达12氢或类氢原子的精细结构能级与碱金属精细结构能级有何不同13电子自旋有何实验验证为什么试举例说明14电子自旋与其轨道运动的相互作用是何种性质的作用这种作用的数量级若用电子伏表示是多少3．计算题1锂原子的基态光谱项值T2S＝43484cm-1若已知直接跃迁3P 3S产生波长为3233埃的谱线试问当被激发原子由3P态到2S态时还会产生哪些谱线求出这些谱线的波长R＝10972 10-3埃-12已知铍离子Be主线系第一条谱线及线系限波长分别为3210埃和683埃试计算该离子S项和P项的量子亏损以及锐线系第一条谱线的波长3锂原子的基态是当处于激发态的锂原子向低能级跃迁时可能产生几条谱线不考虑精细结构这些谱线中哪些属于你知道的谱线系的同时写出所属谱线系的名称及波数表达式试画出有关的能级跃迁图在图中标出各能级的光谱项符号并用箭头都标出各种可能的跃迁4 ①试写出钠原子主线系第一辅线系第二辅线系和伯格曼系的波数表达式②已知求钠原子的电离电势③若不考虑精细结构则钠原子自态向低能级跃迁时可产生几条谱线是哪两个能级间的跃迁各对应哪个线系的谱线④若考虑精细结构则上问中谱线分别是几线结构用光谱项表达式表示出相应的跃迁5 已知锂原子基态的光谱项T2S 43484cm-1共振线即主线系第一条谱线波长为6707 试计算锂原子的电离电势和第一激发电势6 已知锂原子光谱项的量子数修正值 s 0 40 p 0 05试估算处于3s 激发态的锂原子向较低能级跃迁时可观察到的谱线的波长不考虑精细结构7 钠原子的基态为3S其电离电势和第一激发电势分别为5139V和2 104V。

核化学试题及答案

核化学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子核中的质子数决定了元素的______。

A. 质量数B. 原子序数C. 同位素D. 核磁矩2. 放射性衰变中，下列哪种衰变不改变原子核的原子序数？A. α衰变B. β衰变C. γ衰变D. 正电子发射3. 以下哪种核反应是人工核反应？A. 铀-238的自然衰变B. 钚-239的自然衰变C. 碳-14的β衰变D. 氘核与氚核的聚变4. 半衰期是指放射性核素的原子数减少到其初始值的一半所需的时间。

以下哪种说法是正确的？A. 半衰期与核素的化学状态有关B. 半衰期与核素的物理状态有关C. 半衰期与核素的浓度有关D. 半衰期是恒定的物理量5. 核裂变过程中，以下哪种元素是常见的裂变产物？A. 氢B. 氦C. 铅D. 铁二、填空题（每空2分，共20分）6. 核反应方程式中，质量数守恒和______守恒是两个基本原则。

7. 核磁共振（NMR）技术在化学中常用于分析分子结构，其原理是基于原子核的______。

8. 核能的利用主要包括核裂变和______两种方式。

9. 放射性物质的辐射防护遵循的三个基本原则是时间、______和距离。

10. 核反应堆中，控制棒的主要作用是吸收中子，从而______反应堆中的链式反应。

三、简答题（每题15分，共30分）11. 简述核聚变与核裂变的区别。

12. 解释什么是放射性同位素，并举例说明其在医学中的应用。

四、计算题（每题15分，共30分）13. 假设有100克的铀-238样品，其半衰期为4.468亿年。

计算经过10亿年后，剩余的铀-238质量是多少？14. 已知一种放射性核素的衰变常数为λ，如果初始时刻有N0个原子核，求经过时间t后剩余的原子核数量。

答案一、选择题1. B2. C3. D4. D5. B二、填空题6. 电荷数守恒7. 磁矩8. 核聚变9. 屏蔽10. 调节三、简答题11. 核聚变是轻元素核结合成更重的核的过程，释放大量能量；核裂变是重元素核分裂成较轻的核的过程，同样释放能量。

(完整版)《原子物理学》经典例题及答案

《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 。

高中物理原子核习题练习

原子核练习一、选择题1.（多选题）关于核反应方程23490Th→23491Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知23490Th的半衰期为T，则下列说法正确的是()A. 23490Th的半衰期T由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关B. 23491Pa比23490Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变C. N个23490Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为3NΔE / 4 (N数值很大)D.23490Th的比结合能为ΔE / 2342.现有三个核反应：①2411Na→2412Mg+01e②23592U+1n→14156Ba+9236Kr+31n③21H+31H→42He+1n下列说法正确的是（）A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变3.（多选题）某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（）A．核子数减小8 B．质子数减小2 C．质子数增加2 D．中子数减小104.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小，电势能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变D．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象5.（多选题）在下列四个方程中，x1，x2，x3和x4各代表某种粒子，判断正确的是（）①U+n→Sr+Xe+3x1②H+x2→He+n③U→Th+x3④Mg+He→Al+x4．A．x1是中子B．x2是质子C．x3是α粒子 D．x4是氚核6.（多选题）下列说法正确的是（）A．光电效应实验揭示了光的粒子性B．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变C．γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．天然放射线中的β射线是高速电子流，是原子的核外电子受到激发后放出的7.（单选）下列说法中正确的是（）A．电子的发现说明原子是可分的B．天然放射现象说明原子具有核式结构C．光电效应证实了光具有波动性D．天然放射现象中的α、β、γ射线都能在电场中发生偏转8.（多选）下列说法中正确的是 ()A．光电效应现象显示了光的波动性B．天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂结构C．γ射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比β射线要强D．一个氘核(21H)与一个氚核(31H)聚变生成一个氦核(42He)的同时，放出一个质子Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb 发现中子的核反应方程是Be+He→C+n个10.（多选）钍核Th90，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核a P91，伴随该过程放出光子，下列说法中正确的：A．该电子就是钍原子核外的内层电子B．该电子是从原子核放射出来的C．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的11.如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a；从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b．以下判断正确的是（）A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可使处于n=4能级的氢原子电离D．大量处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线12.下列说法中正确的有▲A．α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性C．放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关D．玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征13.（多选题）如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则（）A．氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去B．有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去C．氢原子最多能发射3种波长不同的光D．氢原子最多能发射6种波长不同的光14.（多选）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2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（）A．从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eVD．从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能15.（多选）氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是（）四、计算题16.卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。

核力与结合能习题

核力与结合能习题一、知识点扫描1、核力与四种基本相互作用问题1：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=×10-27kg，带电量为元电荷e=×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍问题2：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。

核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。

那么核力有怎样特点呢（1）核力特点：第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。

第二、核力是短程力，作用范围在×10-15 m之内。

第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。

弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。

（2）四种基本相互作用力：弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力；②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力；③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体→长程力；④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。

是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力。

2、原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。

核物理基础测试题

核物理基础测试题第一题：简答题：请解释以下概念1. 原子核：原子核是由质子和中子组成的，是原子的中心部分，质子带正电，中子没有电荷。

2. 强相互作用：强相互作用是一种质子和中子之间的力，它使得原子核中的质子和中子能够相互吸引，维持原子核的稳定。

3. 衰变：原子核发生衰变是指原子核内部粒子的转变，如放射性核衰变，其中一个核粒子会转变成另一个粒子，释放出辐射。

4. 裂变：裂变是指重核分裂成两个或更多轻核的过程。

在这个过程中，大量的能量被释放出来。

5. 聚变：聚变是指两个或更多轻核结合形成一个更重的核的过程。

聚变通常需要非常高的温度和压力。

第二题：填空题：请根据题目补全下列句子1. 质子和中子是构成原子核的两种粒子。

2. 强相互作用是一种使质子和中子相互吸引的力。

3. 放射性核素经历衰变过程时会发射出放射性辐射。

4. 副产物是在核反应中生成的非期望的产物。

计算题：请解答下列计算题1. 一个具有30个质子和40个中子的原子核的质子数和中子数分别是多少？答：质子数为30，中子数为40。

2. 已知氘核（也称氢-2核）的质子数为1，中子数为1，计算氘核的质量数。

答：质量数等于质子数加中子数，所以氘核的质量数为2。

第四题：应用题：请回答下列选择题1. 原子核结构中，质子和中子所受的作用力主要是：A. 弱相互作用B. 强相互作用C. 电磁相互作用D. 引力作用答：B. 强相互作用2. 原子核中发生的裂变和聚变过程中，通常释放的能量是来自于：A. 引力能C. 原子核的质量差D. 光能答：C. 原子核的质量差第五题：解析题：请分析以下内容原子核会发生衰变的原因有很多，其中一个原因是核素的不稳定性。

如果原子核内部粒子的数目不适当，核力就无法平衡粒子的排斥力，这就导致了核素的不稳定。

当核素不稳定时，它会通过衰变来转变成一个更稳定的核素。

衰变过程会释放出放射性辐射。

衰变过程通常可以分为α衰变、β衰变和γ衰变。

α衰变是指原子核放出一个α粒子，即两个质子和两个中子组成的核团。

(必考题)初中高中物理选修三第五章《原子核》习题(答案解析)

一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 3．一静止的铀核放出一个 α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（）A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核4．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过24天后，该药物中碘131的含量大约还有（） A ．二分之一 B ．四分之一 C ．八分之一 D ．十六分之一5．静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。

若衰变放出的能量全部变为新核和α粒子的动能。

真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为（） A ．α28486E c⋅ B ．α28684E c⋅ C ．α2218222E c⋅ D ．α2222218E c⋅ 6．下列说法正确的是A ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法B ．平均速度、瞬时速度以及加速度，是牛顿首先建立起来的C ．自然界的四个基本相互作用是：强相互作用、万有引力、弹力、电磁相互作用D ．根据速度定义式v ＝x t ∆∆，当△t 极短时，x t∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法7．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（）A ．122(),E E m m c h -+B ．122(),E Em m c h+- C ．122(),E h m m c E++ D ．122(),E E m m c h++ 8．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应．核反应方程为448224He He Be γ+→+ .以下说法正确的是( )A ．该核反应为裂变反应B ．热核反应中有质量亏损C ．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D ．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的 9．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构 A ．α粒子的散射实验 B ．天然放射现象 C ．阴极射线的发现 D ．X 射线的发现10．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+11．钍核23290Th 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20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子12．一个静止的原子核abX 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0．设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为（） A ．2E cB ．()024E a c -C ．()024a E c -D ．()024aE a c -13．放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了A．1位B．2位C．3位D．4位14．在下列四个核反应式中，X表示中子的是（）A．147N＋X→178O＋11HB．23490Th→23491Pa＋XC．X＋126C→137ND．23592U＋1n→9038Sr＋13654Xe＋10X15．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。

初中化学原子结构计算题专题训练含答案

初中化学原子结构计算题专题训练含答案姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、计算题（共20题）1、已知作为相对原子质量标准的一种碳原子的质量是 1.993 × 10 -26 kg 。

( 第 (1) 和 (2) 要求写出计算过程 )(1) 若一个铝原子的质量是 4.482 × 10 -26 kg ，则铝原子的相对原子质量是多少？已知在铝原子核中有 13 个质子，则铝原子中的中子数是多少？(2) 若氧原子的相对原子质量是 16 ，则一个氧原子的质量是多少？(3) 相同质量的锂和铝， ___________ 含有的原子个数更多。

2、俄罗斯科学家最近合成了核电荷数为 139 元素的原子，经测定该原子质量为 4.89946 × 10 -26 kg( 已知碳原子质量为 1.993 × 10 -26 kg) 计算：(1) 该原子的相对原子质量是多少？ ( 只列出计算式子 )(2) 若测定该原子相对原子质量是 295 ，则该原子中子数为多少？中子数和电子数只差为多少？3、已知某粒子 A 2+ 的核外电子数为 10 ，相对原子质量为 24 ，则该粒子的质子数为多少？中子数为多少？（直接写出结果）4、一个铁原子的质量是9.288×10﹣26kg，一个碳﹣12原子的质量为1.993×10﹣26kg，请写出计算铁原子的相对原子质量．（要求写出计算过程，计算结果保留整数）5、 1个碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg，试计算该碳原子的相对原子质量．（列式计算）6、已知一个碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg，一个氧原子的质量为2.657×10﹣26kg，求氧原子的相对原子质量．7、已知一个碳原子的质量是1.993×10﹣26kg，一个钠原子的质量为3.81×10﹣26kg．求：（要求写出解题过程）（1）钠原子的相对原子质量。

原子物理学习题

原子物理学习题第一章原子的核式结构1．选择题：(1)原子半径的数量级是：A ．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m(2)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（3）进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明：A. 原子不一定存在核式结构B. 散射物太厚C. 卢瑟福理论是错误的D. 小角散射时一次散射理论不成立(4)用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2(5)动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pb(z=82)核而产生散射,则最小距离为（m ）：A.5.91010-⨯B.3.01210-⨯C.5.9⨯10-12D.5.9⨯10-14(6)如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍？A.2B.1/2C.1 D .4(7)在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少？A. 16B..8C.4D.2(8）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内的粒子数之比为：A ．4:1 B.2:2 C.1:4 D.1:8（9）在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A.质子的速度与α粒子的相同； B ．质子的能量与α粒子的相同；C ．质子的速度是α粒子的一半；D ．质子的能量是α粒子的一半2．简答题：（1）简述卢瑟福原子有核模型的要点.（2）简述α粒子散射实验. α粒子大角散射的结果说明了什么？（3）什么是微分散射截面？简述其物理意义.（4）α粒子在散射角很小时,发现卢瑟福公式与实验有显著偏离,这是什么原因?（5）为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性,就是证实了原子的核式结构?（6）用较重的带负电的粒子代替α粒子作散射实验会产生什么结果?中性粒子代替α粒子作同样的实验是否可行?为什么?（7）在散射物质比较厚时,能否应用卢瑟福公式?为什么?（8）普朗光量子假说的基本内容是什么?与经典物理有何矛盾?（9）为什么说爱因斯坦的光量子假设是普朗克的能量子假设的发展.（10）何谓绝对黑体?下述各物体是否是绝对黑体?(a)不辐射可见光的物体;(b)不辐射任何光线的物体;(c)不能反射可见光的物体;(d)不能反射任何光线的物体;(e)开有小孔空腔.3．计算题：（1）当一束能量为4.8Mev 的α粒子垂直入射到厚度为4.0×10-5cm 的金箔上时探测器沿20°方向上每秒记录到2.0×104个α粒子试求：①仅改变探测器安置方位,沿60°方向每秒可记录到多少个α粒子？②若α粒子能量减少一半,则沿20°方向每秒可测得多少个α粒子？③α粒子能量仍为4.8MeV,而将金箔换成厚度的铝箔,则沿20°方向每秒可记录到多少个α粒子?(ρ金＝19.3g/cm 3 ρ铅＝27g /cm 3；A 金＝179 ,A 铝＝27,Z 金＝79 Z 铝＝13)(2)试证明:α粒子散射中α粒子与原子核对心碰撞时两者之间的最小距离是散射角为900时相对应的瞄准距离的两倍.(3)10Mev 的质子射到铜箔片上,已知铜的Z=29, 试求质子散射角为900时的瞄准距离b 和最接近于核的距离r m .（4）动能为5.0MeV 的α粒子被金核散射，试问当瞄准距离分别为1fm 和10fm 时，散射角各为多大？（5）假设金核半径为7.0fm ，试问：入设质子需要多大能量，才能在对头碰撞时刚好到达金核表面？（6）在α粒子散射实验中，如果用银箔代替金箔，二者厚度相同，那么在同样的偏转方向，同样的角度间隔内，散射的α粒子数将减小为原来的几分之几？银的密度为10.6公斤／分米3，原子量为108；金的密度为19.3公斤／分米3,原子量197。

核能的计算

核能的计算1．根据爱因斯坦质能联系方程mC E =（或E mc ∆=∆）计算2．根据1原子质量单位（1u ）对应931.5Ｍｅｖ能量，即质量亏损1u 相当于放出931.5Ｍｅｖ能量。

核反应时释放的能量可用原子质量单位数m ∆乘以931.5Ｍｅｖ3．利用动量和能量守恒计算参与核反应的粒子组成的系统在核反应过程中动量和能量是守恒的，在核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，可以从动量和能量守恒角度计算核能的变化4．由阿伏加得罗常数N A 计算宏观物质释放的核能若要计算具有宏观物质所有原子核都发生核反应所放出的总核能，应用阿伏加得罗常数计算核能比较方便现分别举例如下1、利用爱因斯坦的质能方程计算核能【例题1】一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为38531311025.⨯- kg ，钍核的质量为37865671025.⨯-kg ，α粒子的质量为646721027.⨯-kg ，在这个衰变过程中释放出的能量等于__________J （保留两位有效数字）。

【例题2】假设两个氘核在同一直线上相碰发生聚变反应生成氦同位素和中子，已知氘核的质量为2.0136u ，中子的质量为1.0087u ，氦的同位素的质量为3.0150u ，求该聚变反应中释放的能量（保留两位有效数字）。

【例题3】裂变反应是目前核能利用中常用的反应。

以原子核23592 U 为燃料的反应堆中，当23592 U 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为23592 U +10n → 13954 Xe + 9438Sr +310n 235.0439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u 为单位）。

已知 1 u 的质量对应的能量为9.3×102MeV ，此裂变反应释放出的能量是________MeV 。

1.82×102 MeV2、利用阿伏加德罗常数计算核能【例题1】四个质子在高温下能聚变成一个α粒子，同时释放能量，已知质子的质量为1.007276 u ，α粒子的质量为4.001506 u ，阿伏加德罗常数为60210231.⨯-mol ，求10g 氢完全聚变成α粒子所释放的能量。

原子核反应方程

原子核能与核裂变、核聚变一、选择题（共13题）1、核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。

反应堆中一种可能的核反应方程式是，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中（）A．x可能是，y可能是B．x可能是3，y可能是C．释放的核能为（m1＋m2－m3－m4－m5－m6）c2D．释放的核能为（m3＋m4＋m5＋m6－m1－m2）c22、在匀强磁场中，一个原来静止的原子核衰变成一个原子核并释放一个动能为E k的粒子，Th核和该粒子在垂直于纸面的磁场中运动径迹如图所示，图中箭头表示Th核或粒子的运动方向（大圆为逆时针方向转动）．若衰变时释放的核能全部转化为动能，真空中的光速为c，则（）A．发生的是β衰变B．磁场方向垂直纸面向里C．Th核与粒子做圆周运动半径之比为1：45D．衰变过程中质量亏损为3、在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α 衰变，放射出的α 粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q 分别表示α 粒子的质量和电荷量，M 表示新核的质量，放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，该衰变过程释放的核能都转化为α 粒子和新核Y 的动能，则（）A．新核Y 和α 粒子的半径之比B．α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小C．新核的运动周期D．衰变过程的质量亏损为4、在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于发生了一次衰变放射出某种粒子，放射出的粒子与生成的新核在与磁场垂直的平面内做圆周运动，得到一张两个相切圆的径迹照片如图所示。

以m、q分别表示放出的粒子的质量和电荷量，放出的粒子运动的轨迹圆半径为R。

则（）A．放出的是α粒子且其轨迹对应着大圆，绕行方向为顺时针B．放出的是β粒子且其轨迹对应着大圆，绕行方向为逆时针C．若测得新核与放出的粒子的半径之比为1：60，则Z=122D．若衰变过程中释放的核能全都转化为粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为5、下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是A．卢瑟福在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，其放射线在磁场中不偏转的是射线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6、核潜艇作为国之重器，其战略价值极大。

原子核的衰变与结合能综合问题计算题

原子核的衰变与结合能综合问题计算题
摘要：
1.衰变过程与结合能的概念
2.衰变产物的结合能增加的原因
3.质量数守恒与结合能的关系
4.衰变产物核子的结合能之和大于原来重核的结合能的证明
正文：
原子核的衰变与结合能综合问题计算题
在物理学中，原子核的衰变与结合能是一个重要的研究领域。

原子核的衰变是指原子核由于内部不稳定而发生的转化过程，这个过程通常会释放出能量。

而结合能是指原子核中核子之间的相互作用能量，它是原子核稳定性的重要指标。

本文将从这两个概念出发，探讨原子核衰变与结合能之间的关系。

在原子核衰变过程中，一个重原子核会衰变成一个α粒子和另一个原子核。

这个过程中，衰变产物的核子比结合能会增加，因为α粒子是由两个中子和两个质子组成的，它的结合能比原子核中的核子结合能要高。

另一方面，由于衰变过程质量数守恒，衰变产物核子的质量数之和必须等于原来重核的质量数，因此衰变产物核子的结合能之和一定大于原来重核的结合能。

我们可以通过计算来证明这个结论。

假设原来重核的结合能为E1，衰变产物核子的结合能为E2，α粒子的结合能为E3。

根据质量数守恒，我们有：E1 = E2 + E3
因为α粒子的质量数为4，而其他核子的质量数都小于4，所以E3 一定
大于E1/4。

因此，E2 一定大于E1/4。

由于E1 是原来重核的结合能，E2 是衰变产物核子的结合能之和，所以我们可以得出结论：衰变产物核子的结合能之和一定大于原来重核的结合能。

综上所述，原子核的衰变过程中，衰变产物的结合能增加，且衰变产物核子的结合能之和一定大于原来重核的结合能。