兰州大学考研《原子核物理》 2015-2017真题
原子物理试题
原子物理一、单选题(本大题共21小题，共84.0分)1. 不同频率的紫外光分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象．已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图线画在同一个坐标中，以实线表示钨、虚线表示锌，则下图中能正确反映这一过程的是()A. B. C.D.2. “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜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出可供研制核武器的钚239( Pu)，这种钚239可由铀239( U)经过n次β衰变而产生，则n为()A. 2B. 239C. 145 D . 9 23. 红宝石激光器发射的激光是一道道不连续的闪光(称为光脉冲)，其发射功率P与时间t的关系如图所示，设激光器的平均发射功率，激光波长λ=6.93×10 -7m，普朗克常量h=6.63×10 -34J•s则一个光脉中含有光子数约为()A. 1.0×10 20个B. 10×10 29．个C. 3.4×10 19个D. 3.4×10 284. 以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是()A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B. 质子和中子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量C. 有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D. 氢原子的核外电子由较高能级迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小5. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A. 是核聚变反应B. 是β衰变C.是核裂变反应D. 是α衰变 6. 设氢原子由n=3的状态向n=2的状态跃迁时放出能量为E 、频率为ν的光子．则氢原子()A. 跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B. 由n=2的状态向n=1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC. 由n=2的状态向n=3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED. 由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν7. 甲、乙两单色光分别通过一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为△x ，若△x 甲＞△x 乙，则下列说法正确的是( )A. 甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B. 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C. 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D. 在同一均匀介质甲光的传播速度大于乙光8. 在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是（ ）A. X 射线B. α射线C. β射线D. γ射线 9. 用图示装置研究光电效应现象，光阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动头P 从a 移到c 的过程中，光电流始终为零．为了产生光电流，可采取的措施是( )A. 增大入射光的强度B. 增大入射光的频率C. 把P 向a 移动D. 把P 从c 向b 移动10. 下列说法中正确的是( )A. 爱因斯坦发现光电效应现象并成功地解释了光电效应现象B. 德布罗意提出实物粒子运动时也具有波动性，光电效应证明了这一假设C. 玻尔的定态理论和跃迁理论，很好地解释了所有原子光谱的实验规律D. 放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，核电荷数减少111. 北京时间201 1年3月11日13时46分，在日本福岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为I→ Xet+Y．根据有关放射性知识，下列说法正确的是()A. Y粒子为β粒子B. 的半衰期大约是8天，则若取4个碘原子核，经16天就一定剩下1个碘原子核了C. 生成的处于激发态，还会放射γ射线．γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D. 中有53个质子和131个中子12. 下列说法正确的是()A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B. 在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的13. 用波长为2.0×10 －7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10 －19J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10 －34J·s，光速c＝3.0×10 8 m/s，结果取两位有效数字)()A. 5.5×1014 HzB. 7.9×1014 HzC. 9.8×1014 HzD. 1.2×1015 Hz15. 下列说法中错误的是（）A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为B. 铀核裂变的核反应是C. 质子、中子、a粒子的质量分别为m1，m2，m3，质子和中子结合成一个a粒子，释放的能量是(2m1+2m2－m3)c2D. 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ 1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ 2的光子，已知λ 1＞λ 2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子16. 现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的()A. 2200B. 2000C. 1200D. 2 40017. “约索夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在“结”两端加上恒定电压U，则它会辐射频率为ν 的电磁波，且ν 与U成正比，即ν=kU．已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中推断出比例系数k的可能值，则这个可能值为()A. B. C. 2heD.he19. 过量的放射线会对人体产生伤害，需要加以防范，下列做法中能防范放射线伤害的是()A. 把放射性物质放在高温的环境里B. 把放射性物质放在干燥的环境里C. 把放射性物质密封在铝盒内D. 把放射性物质密封在铅罐内20. 核电站泄漏的污染物中含有人工核素碘131等，碘131(即I)核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天，则下列说法中正确的是()A. 碘131的半衰期随气温升高而逐渐减小B. 核电站中的核反应堆所发生的是轻核聚变反应C. 经过8天后，30个放射性碘131衰变的个数一定是15个D. 碘131核的衰变方程为I→X+ e(X表示衰变后的元素)21. 下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A. 甲：原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成B. 图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子C. 图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变…，链式反应会释放出巨大的核能D. 图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一E. 图戊：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也是不连续的二、多选题(本大题共20小题，共80.0分)22. （多选）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有（）A. 是核聚变反应B. 是β衰变C. 是核裂变反应D. 是α衰变23. （双选）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.→＋是α衰变B. ＋→＋是β衰变C. ＋→＋是轻核聚变D.→ ＋2 是重核裂变24. 放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射性同位素的应用说法正确的是（）A. 给人注射碘的放射性同位素碘131，有助于诊断甲状腺的疾病B. 利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，经过筛选，从而培育出新的优良品种C. 用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D. 用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害25. 有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，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. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的C. γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核26. 下列属于原子核裂变链式反应的是（）A. 原子弹爆炸B. 氢弹爆炸C. 核电站发电D. 太阳能辐射27. 下列说法中正确的是A. 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质B. 铀核（）衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能一定小于铀核的比结合能C. 实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象D. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加28. 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象。
原子物理题库答案.doc
一、选择题1. D2. C3. D4. B5. B6.A7. D &B 9. B 10. D 11. D 12. A 13. B 14. C 15. C 16. A 17. D 1& C 19. C 20. B 21. B 22. A 23. A 24. D 25. C 26. D 27. D 2& D 29. B 30. B 31. D 32. C 33. A 34. C 35. D 36. B 37. A 3& D 39. C40. A41.C 42. B 43. A 44. D 45. C 46. A 47. D 4& C 49. B 50.A51.C52. A53. C 54. D 55. A56. C 57. D 5& B 59. B 60. B 61. A 62. A63. B 64. C 65. A66. C67. C68. D 69. D 70. C二、填空题1.定态假设和辐射频率法则（3分）2. 5.14V （3 分）3.2S2P （3 分）4.在一个原了中不可能有两个或两个以上的电了具有完全相同的四个量了数（或:原了中的每个状态只能容纳一个电子；或其他说法）（3分）5.亚原子（1分）；量子化（1分）6.物质粒子（1分）；光子（1分）7.位置和动量（3分）&波函数的模的平方（1分）9.薛定铐方程（1分）10.对于一个给定的电子组态形成的一组原子态，当某原子态具有的S最大时，它的能级位置最低；对同一个S,又以/值大的为最低。
（每空1分）13.波函数的模方在给定时刻某处粒子出现的几率（每空1分）14./3-（每空1分）15.能量量子化（每空1分）16.短程力饱和性强相互作用核力与电荷无关核力在极短程内存在斥心力核力与自旋有关（每空1分）17.10.2 （2 分）18.-3 肝（2 分）19.0.124 A0（3 分）20.位置和动量（3分）21- 2 = 2%| = |%| （2 分）22. L层电子跃迁到K层空穴上（3分）24.匚=_乞（1分）he25.Ax • Ap^ h（3 分）27.轨道和自旋角动量空间取向量子化（2分）28- 2min=%y 或41" "% 的严G 分）31 . Z*~R（2分）34- R A\ + m!M （129. 1 = -------- （1 一cos&）（3 分）m o c30.引力相互作用，弱相互作用，电磁相互作用，强相互作用。
原子核物理习题答案
2-5
解： n+197Au→198Au
ln 2⋅t −
A = P(1− e T1/ 2 ) = 95%P
即
− ln 2⋅t
e T1 / 2 = 5%
所以， t = (− ln 0.05 / ln 2)T1/2 = 11.652d
2-6
解：
ln 2 m A = T1/ 2 M N A
所以，
T1/ 2
84 .95
0 0
衰变的原子数分别为：
N1′
=
m M
⋅
NA
⋅17.25 00
=
4.64 ×1014
N1′0
=
m M
⋅NA
⋅84.95 00
=
2.28 ×1015
2-2
解：A
=
πN
=
π
m M
⋅
NA
所以，
m=
AM
=
A⋅ M ⋅T1 2
πN A ln 2 ⋅ N A
1 µ C的i 质量 103Bq的质量
m1
=
3.7 ×104 s−
× 222g / mol ⋅3.824× 24× 36000s ln 2× 6.022×1023 mol
=
6.50 ×10−12
m2
=
103 Bq × 222g / mol ⋅3.824× 24× 36000s ln 2 × 6.022×1023 mol
= 1.76 ×10−13
1kg235U 吸收中子完全裂变放出的能量约为
E = 1kg × 6.02×1023 mol −1 × 210MeV 235g / mol
= 5.4 ×1027 MeV
原子核物理试卷10套
， 已知束流强度为 求反应截面。
（ 10 分）
第 5 页 共 13 页
试卷（C 卷）
1．实验测得
241
Am 和
243
Am 的原子光谱的超精细结构由六条谱线组成，已知相
241
应能级的电子总角动量大于核的自旋，求 （20 分）
Am 和
243
Am 核的自旋。
2．某放射性核素既有α 放射性，又有β 放射性，实验测得β 放射性强度 Iβ 随时 间 t 的衰变如下表所示，试求考虑到两种衰变时，核素的半衰期。 （20 分） t（min） Iβ 0 1000 1 795 2 632 4 398 6 251 8 159
238
U
的
半
衰
期
。
（10 分） 对 2 H (d , p)3 H 反应，已知入射氘核能量 Ed 1.2MeV ，质子与氘核运动方向成直 角飞出去， 并具有能量 Tp 3.30MeV ， 试求核反应的反应能。 分） （10
95
Zr 的衰变纲图如下图， 试根据 衰变和 跃迁的选择定则判断每一 衰变的衰
第 8 页 共 13 页
截面为 300mb，试求轰击 5 小时后，又冷却 20 天后的放射性活度。 （ 2 ） 若 己 知 此 反 应 Q=-1.644MeV ， 试 求 O0 方 向 中 子 的 能 量 。 （25 分） 六、211Bi 衰变至 207Tl 放出两组α 粒子，其能量分别为 E(α 0)=6621keV,E（α 1） =6274keV, 试 求 207Tl 放 出 γ 射 线 的 能 量 ， 并 画 出 此 衰 变 纲 图 。 （15 分）
第 6 页 共 13 页
（ 2 0 分 ） 8．我们知道目前已知的有四种相互作用：电磁相互作用、万有引力相互作用、 弱相互走作用和强相互作用。 请分析这四种相互作用与α 、 β 和衰变得关系。 （10 分）
原子物理试题精选及答案
南昌二中第二轮复习“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bD .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。
兰州大学2008～2009学年第1学期期末考试试卷(A卷)
射性活度关系。 3. 简述核力的性质。 4. 简述实验发现的α 衰变的物理规律并给出物理解释。
（10 分） （10 分） （20 分）
5. 对于反应 10 B d 8 Be 17.8MeV ，当氘的能量为 0.6MeV 时，在＝900 方向上观 测到四种能量的α 粒子：12.2, 10.2, 9.0, 7.5MeV, 试求 8 Be 的激发能。 6. 试判断 3/2-7/2-, 3/2-9/2-, 9/2＋1/2＋β 跃迁的性质。 7. 是判断 1＋0＋，1＋1＋，1＋2＋跃迁的类型。 （20 分） （15 分） （15 分）
N 2 (t )
2 1
1
N1 (0)(e 1t e 2t )
2 1 1 1 N1 (t )[1 e ( )t ] 2 1
2 1
2
1
N (0)e 1 [1 e ( 2 1 )t ]
由于 1 < 2 ，当 t 足够大时，有 e( )t <<1，则此时上式成为
197*1.66*1021 98.7*10-24 *1012 *0.02*19.3 197 *1.66*1021
1.2*108 (/cm )
2
N IN s
It
所以 N0= N t=1.28×108×5×60=3.84×1010(/cm2)
t 所以 A Ne =
log A 86.25log E 式中 A 为常量。
由上式可见，衰变常量 随α 粒子的能量的改变而剧烈地变化。 5.解： 当
900 时，Q 方程为
A A Q a 1 Ea b 1 Eb AB AB
代入数据，可以求得其激发能分别为：
原子核物理(卢希庭)课后习题答案全
2
t T1
2
解：由A N P (1 e T1 ln(1 A ) P 2 知t
t
) P (1 e
) P (1 2 ln 2)ln 2 2.696 ln(1 0.95)
11.65 d
2.6、实验测得纯235U样品的放射性比活度为80.0Bq· mg－1，试求235U的 半衰期。 解：
解：A N P(1 e t ) P(1 e
t ln 2 T1
2
) 5 108 (1 e
100.693 2.579
) 4.66 108 Bq
2-4
人工放射性的生长，放射性核素的特征量
t T1 / 2
解：由A(t ) P(1 2
8
)得
10 2.579
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
3
1-5, 实验测得 241 Am和 243 Am的原子光谱的超精细结构由六条谱线.， 解：由已知条件知原子的总角动量量子数可以取6个值 又 电子总角动量j>核的自旋I 5 2 5 2
兰州大学原子核物理历年真题
二、试列举出几个原子核内不可能含有电子的证据。 （10 分）
三、β 衰变有哪几种类型，试写出衰变过程的表达式和实现这些衰变 的条件。 （10 分）
5 2
65 四、已知 30 Zn 衰变纲图如右图，试判断β 衰变
65 30
Ze
的衰变级次及γ 跃迁的型。 （10 分）
5 2
65 29
3 2
2) 扁椭球形原子核的电四极矩是正值还是负值？
3) 某体系状态的波函数为 Ψ(x)= Ψ(-x)， 该体系的宇称是正还是负？
4) 已知 193 80 Hg为g 衰变，其半衰期为 T1/2=3.5 小时，它的衰变常数与平 均寿命各为多少？
5) 地壳中存在的主要天然放射系是哪几个？
6) 判断下列核中哪些互为镜像核:
209
Bi : 9 / 2
（3） 已知某放射性核素半衰期为 T1/2=693 分。 它的衰变常数λ 是 多大？经过 2 个半衰期后， 该核素的放射源其活度是原初的 几分之几？
（4） 已知 A、B、C 三个核素组成级联衰变，即 ABC。若 A 的半衰期 T1 长于 B 的半衰期 T2，C 为稳定核。在时间 t=0 时只有 A。问过较长时间后，这一衰变过程能否达到平衡？ 说明理由。
m 98.0%， β +粒子最大能量为 1.980 MeV.画出 114 （20 49 In 的衰变纲图。
分）
六、通过 74Se(n, p)74As 反应产生 74 As 的基态核，求该反应的反应能及 产 生 该 反 应 的 反 应 阈 能 。 已 知 ： mn=1.00866522amu ； mH=1.00782552amu；m 74 As =73.923908amu.（20 分）
大学物理第十六章 原子核物理 答案
第16章 原子核物理一、选择题1. C2. B3. D4. C5. C6. D7. A8. D二、填空题1. 171076.1⨯，131098.1⨯2. 2321)(c m m m -+3. 1.35放能4. 9102.4⨯5. 117.86. 2321`c h m m m -+7 . 67.5MeV ，67.5MeV/c ，221036.1⨯Hz8. 121042.2-⨯9. 1.49MeV10. 115kg三、填空题1. 解：设从t =0开始做实验，总核子数为N 0，到刻核子数为N由于实验1.5年只有3个铁核衰变，所以1<<τt ，)1(0τtN N -≈t =0时，铁核总数为 312740106.31066.1104.6⨯=⨯⨯=-Nt =1.5年时，铁核总数为 )1(300τtN N N -≈-=由此解得31310108.15.13106.3⨯=⨯⨯=-=t N N N τ年设半衰期为T ，则当t =T 时有2/0N N =，由τ/0e t N N =得τ/e 21T = 所以， 31311025.1693.0108.12ln ⨯=⨯⨯==τT 年 2. 解：设氢核和氮核的质量分别为N H m m 、，被未知粒子碰撞后速度分别为v H 和v N ； 未知粒子的质量为m , 碰撞前速度为v ，与氢核碰撞后为v 1，与氮核碰撞后为v 2 未知粒子与氢核完全弹性碰撞过程满足关系H H 1v m mv mv +=2H H 212212121v m mv mv += 未知粒子与氮核完全弹性碰撞过程满足关系N N 2v m mv mv += ●2N N 212212121v m mv mv += ❍ 联立 ~❍得 2N N 2H H N H )()(m m m m m m E E ++= 带入数据，可解得 03.1H=m m 由其质量比值可知，未知粒子的质量与氢核的质量十分接近，另由于它在任意方向的磁场中都不偏转，说明它不带电．由此判断该新粒子是中子．3. 解：与第一组α粒子相对应的衰变能为α1α12264.793MeV 4.879MeV 4222A E K A ==⨯=- 与第二组α粒子相对应的衰变能为 α2α22264.612MeV 4.695MeV 4222A E K A ==⨯=- 22686Rn 的两能级差为()α1α2 4.879 4.695MeV 0.184MeV E E E ∆=-=-=光子的能量与此两能级差相对应，所以光子的频率为61919340.18410 1.60218910Hz 4.4510Hz 6.62610E h ν--∆⨯⨯⨯===⨯⨯4. 解：已知14C 的半衰期为5370a. 半衰期T 与衰变常量λ的关系为0.693Tλ= 根据题意，该生物遗骸在刚死亡时，其体内所包含的14C 的放射性活度与现今活着的同类生物体的14C 的放射性活度是相同的，经过了时间t ，14C 的放射性活度减弱为133.3Bq 。
兰州大学考研《原子核物理》 2015-2017真题
5 ）当我们用高能量分辨的电子谱仪测量 137Cs 的日能谱时，既能观测到
连续谱，也能观测到线状谱，试解释原因。＇（ 20 分〉
6 ）试说说你是怎么理解核的壳层结构的。 ClO 分〉
7) 名词解释：势散射，共振散射，复合核反应，直接反应，重离子核 反应。（ 20 分〉 8 ）给出 NaI (Tl ） γ谱仪测量 137Cs CEy=O. 661MeV ）的γ能谱，并解释
射线在 Ge 探测器中产生一对电子－空穴对所需的能 量为 3 eV 。问如果用基
假定用基于 Ge 探测器的探测系统来探测某射线的能 量 ，如果 该
于 G e 探测器的探测系统探测能量为 1. 58 MeV 的该射线，能量分辨为多少？
05 分〉
9 ） 常 用的金硅面磊探测器常常被用来探测什么射线？其工作时是否 可以曝光？为什么？ (15 分〉
器对其进行探测？并请阐述该探测器的工作原理 (15 分） (5 ）什么是内转换系数？是否可以用 阳Am 源以及以上所提到的探测 器对内转换系数进行实验测量？如果是，请提供实验方案。 (10 分）
共 l 页第 1 页
兰州大学 2017 年硕士研究生招生初试试题
提醒：答案请写在专用答题纸上，写在试题上一律无效。
i
oo 分〉
时，观察到共振。己知质子和 1 Li 核的结合能为 17.21 MeV ，试求所形成 的复合核能级的激发能。 (IO 分）
I
i
n 质子轰击 7Li 靶，当质子的能量 为 0. 44, 'I. 05,
8)
2.
22 和 3.0
MeV
探测系统的电子学等非探测器因素对全能峰半高宽的贡献为 5 keV ，且该
导致这样现象发生的原因。（ 20 分〉
2015年高考物理真题分类汇编：原子物理.pdf
2015年高考物理真题分类汇编:原子物理 (2015新课标I-35（1）).【物理—选修3-5】（15分） （5分）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压Uc与入射光的频率的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 。
【答案】 ek (2分) -eb (3分) 【考点】光电效应爱因斯坦光电效应方程动能和动能定理 meve2=eUc , 和 爱因斯坦光电效应方程：meve2=h- W0 可得： 遏制电压Uc=- ,结合UC-图，斜率即k=, 截距为b=, 可得：普朗克常量h=ek ,所用材料的逸出功W0=-eb . 【2015新课标II-35】35..[物理选修3-5]（15分） （1）（5分）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是 。
（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分） A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B. β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关 【答案】ACD 考点：波粒二象性 1】. 题1图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。
以下判断可能正确的是A.a、b为粒子的经迹B. a、b为粒子的经迹C. c、d为粒子的经迹D. c、d为粒子的经迹 【答案】D 考点：本题考查放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动。
39（1）.【物理-物理3-5】 发生放射性衰变为，半衰期约为5700年。
已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
兰州大学《802量子力学》(含原子物理学)历年考研真题(含部分答案)专业课考试试题
2006年兰州大学量子力学考研真题及详解
2005年兰州大学量子力学考研真题及详解
2004年兰州大学量子力学考研真题及详解
2大学量子力学考研真题及详解
2001年兰州大学量子力学考研真题及详解
第3部分 兰州大学原子核物理考研真题 2005年兰州大学原子核物理考研真题 2004年兰州大学原子核物理考研真题 2003年兰州大学原子核物理考研真题
第1部分 兰州大学量子力学（含原子物理 学）考研真题
2013年兰州大学802量子力学（含原子物理 学）考研真题
2012年兰州大学802量子力学（含原子物理学）考 研真题
2011年兰州大学802量子力学（含原子物理学）考 研真题及详解
第2部分 兰州大学量子力学考研真题
2010年兰州大学量子力学考研真题及详解
2009年兰州大学量子力学考研真题及详解
2008年兰州大学量子力学考研真题及详解
2007年兰州大学量子力学考研真题及详解
目 录
第1部分 兰州大学量子力学（含原子物理学）考研真题 2013年兰州大学802量子力学（含原子物理学）考研真题 2012年兰州大学802量子力学（含原子物理学）考研真题 2011年兰州大学802量子力学（含原子物理学）考研真题及详解
第2部分 兰州大学量子力学考研真题 2010年兰州大学量子力学考研真题及详解 2009年兰州大学量子力学考研真题及详解 2008年兰州大学量子力学考研真题及详解 2007年兰州大学量子力学考研真题及详解 2006年兰州大学量子力学考研真题及详解 2005年兰州大学量子力学考研真题及详解 2004年兰州大学量子力学考研真题及详解 2003年兰州大学量子力学考研真题及详解 2002年兰州大学量子力学考研真题及详解 2001年兰州大学量子力学考研真题及详解
原子核物理习题解答
解：B(Z , A) BV BS BC Ba Bp
aV
A
aS
A2
3
ac Z
2
A1
3
aa
(
A 2
Z
)
A1
a p
A1
2
15.835A 18.33A2 3 0.714Z 2 A1 3 92.8( A Z ) A1 11.2 A1 2 2
40 Ca:Z=20,A=40,B 337.3
56 Fe:Z=26,A=56,B 487.2
A et ln 2T1 2 0
其中，T1
分别为考虑两种衰变时的衰变常量和半衰期
2
I
I et
ln
2 T1
2
0
ln I (t) ln I 0 (t) t ln 2T1 2
由数据线性拟合结果
ln
2 T1
2
0.23
T1 2 3.01 min
第16页/共75页
2-8 假设地球刚形成时， 235U和 238U 的相对丰度 为1：2，试求地球年龄。
1 1:
:2 2
带入上式得
RH : R 1:1
B 2BH 1.2T
第2页/共75页
1-4
计算下列各核的半径：
4 2
He
,
107 47
Ag
,
U 238
92
设r0 = 1.45 fm。
R r0 A1 3 fm 则 RHe 1.45 41 3 2.3 fm
RAg 1.451071 3 6.9 fm RU 1.45 2381 3 8.99 fm
B 29582Cf 981,11540,1 98,252 1881.229MeV
原子物理试题集及答案
第一章填空1、（ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。
答：（α粒子散射）。
2、原子核式结构模型是（）。
3、夫兰克—赫兹实验证明了（ ）答原子能级的存在。
4、德布罗意波的实验验证是（ ）答电子衍射实验。
选择题1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个）（A ）α粒子散射实验。
（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。
答（A ）2、α粒子散射实验实验得到的结果：（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。
，（B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。
（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。
，其中有接近180。
的。
（D ）全部α粒子偏转角大于90。
答（C ）第二章填空1、光谱的类型（ ）光谱、 （ ）光谱 ， （ ）光谱。
答：线状、带状，连续。
2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（ ）、 （ ）、（ ）、（ ） 答；（红、深绿、青、紫）3、氢原子光谱的前4个谱线系是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开）4、玻尔理论的三个假设是（1）、（（2）（ ）（3）（ ）5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况）6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ）7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择）8、氢原子的玻尔半径a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（ ）A ，半短轴分别为（ ）A 、（ ）A 。
解：根据半长轴20a a nZ =可得： 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ=得 b 1=1.053A, b 2=2.116A9在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是（A ）12.1eV , (B)10.2 Ev .（C ）12.1 eV 、 10.2 eV 、19 eV ，（D ）12.1 eV 、 10.2 eV 、3.4 eV . 答案(C)10在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3)问答5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。
兰州大学20062007学年第2学期
兰州大学2008～2009学年第 1学期
期末考试试卷（B 卷）
课程名称： 原子核物理 任课教师： 胡碧涛 学院： 核科学与技术学院 专业： 核物理 年级： 2005 班级 基地班 姓名： 校园卡号：
（共150分，请选其中的100作答）
1. 我们知道原子核体积近似地与A 成正比，试说明其内在的物理原因。
2. 重核裂变后，生成的中等重的核常伴随着β衰变，为什么？
3.
Bi 21183
衰变至Tl 20781，有两组α粒子，其能量分别为6621keV ，6274keV 。
前
者相应是母核衰变至子核基态，后者为衰变至激发态。
试求子核Tl 20781激发态的能量。
4. 对于Ca Sc s 42
2068.04221−−→−，
查表得3.310),(=m E Z f ，并已知子核的能级特性为+O 。
试判断母核的能级特性。
5. 质子轰击7Li 靶，当质子的能量为0.44, 1.06, 2.22 和3.0MeV 时，观测到共振。
已知质子和7Li 的结合能为17.21MeV ，试求所形成的复合核能级的激发能。
6. 简述处于激发态的复合核的中子蒸发能谱，并推导之。
7. 什么是内转换电子，内转换电子与β跃迁电子的区别。
兰州大学2005～2006学年第1学期期末考试试卷(A卷)
得： T1 2 3.0 min
3. 解： 对于 衰变，当 粒子在母核核内形成以后，处于势井中，因此从经 典观点考虑， 粒子要从核内发射出来，就要求 衰变能大于势垒高度，即 使考虑到隧道效应，当 衰变能小于势垒高度，仍有一定的衰变几率，但很 小，所以，半衰期比较长。 衰变与 衰变不同在于： 衰变的本质在于原 子核中的一个中子转变成质子，或者是一个质子转变成中子，同时产生一 个电子，所以当电子在母核核内形成以后，同样要穿越库仑势垒，所以， 半衰期比较长
27
（20 分）
,T1 / 2 9.46Min
27
Al 。 已 6．快中子照射铝靶时，能发生反应 27 Al (n, p) 27Mg ， Mg
知铝的靶面积为 2x5cm2,厚度为 1cm，靶面垂直于中子束，铝靶经通量密度为 107cm－2s－1 的快中子长期照射后，经过 18.9min，还有 4.18x102Ci 的放射性，求该 反应的截面。 （20 分） 7．分析 MeV 能区的射线与 NaI 探测器的相互作用以及不同作用对所测的能谱的影响。 （20 分） 8．我们知道目前已知的有四种相互作用：电磁相互作用、万有引力相互作用、弱相互 走作用和强相互作用。请分析这四种相互作用与α 、β 和衰变得关系。 （10 分）
4. 解： 由
120 50 51
Sn 基态能级特性 0 和激发态想基态跃迁为 E2 跃迁可知， Sb
的
2
激发态能级特性为 。 两组β +衰变的比较半衰期分别为 5.5 和 4.5，所以该两个跃迁
120 均为允许跃迁， 51 Sb 的基态到的 120 50
Sn 激发态 2 。知120 51 Sb的激
兰州大学 2005～2006 学年第 1 学期 期末考试试卷（A 卷）答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9 ）用 Si CAu ）探测器测量能量分别为 2MeV, 3MeV 以及 6MeV 的 α粒
子。试问探测器的能量分辨率是否会随 α粒子能量的变化而变化？为什 么？ （假设探测器的耗尽层足够厚） (15 分〉
共 1 页
第
1
页
兰州大学 2016 年招收攻读硕士学位研究生考试试题
1/ 2 ＇→ 1 / 2 φ 的 p衰
变的级次。（ 20 分） 5 ）试确定丁→旷， 型。（ 20 分） 1 / 2 ＇→ 1/2'
• 2', 1-• 2', 5 / 2 ＇→ 5 / 2 ＇ 的Y跃迁类 1+
6 ）试用壳模型判断下列核基态的自旋与宇称： 88e, 110, ""Cl C 己知质 子 ，中子能级的排列顺序为： 1 S 112 ; 1Pm ; l P112 : 1d512 ; 2s1n ; 1d312 ; 1f川 ……） 。
射线在 Ge 探测器中产生一对电子－空穴对所需的能 量为 3 eV 。问如果用基
假定用基于 Ge 探测器的探测系统来探测某射线的能 量 ，如果 该
于 G e 探测器的探测系统探测能量为 1. 58 MeV 的该射线，能量分辨为多少？
05 分〉
9 ） 常 用的金硅面磊探测器常常被用来探测什么射线？其工作时是否 可以曝光？为什么？ (15 分〉
注意：答案请一律写在答题纸上，写在试题上无效。
科目代码： 843
科目名称 ：原子核物理（含核物理实验方法）
1 ）己知实验测得基态 D 核的总角动量量子数为 1 、核矩为 0.857陆，
试讨论基态 D 核的状态。（己知质子的磁矩为 2. 793 件，中子的磁矩为
一 1. 913µN ）。 (10 分）
测器的能量分辨一般为多少？
系 (10 分〉
(15 分〉
(2 ）请定性地阐述这三种能量不同的α粒子的强度对其能量的依赖关 (3 ）为什么 241Am 同时具有低能千放射性和 X 射线放射性？并请给出低
能y射线的能量 (10 分〉 (4 ）对于 241Am 所放出的低能y射线和 X 射线，一般选用什么样的2 ）试解释原子核的核力作用半径与电荷分布半径，并说明其测量方
法。 00 分） 3 ）试确定 7/T→3 ／扩， 3/2－→7/2' 3/2 →9 ／扩， 9/2＋→ 1/2+, 5/2 的 p衰变的级次。（ 20 分〉
+•
5/2+
4 ）试解释什么是穆斯堡尔效应，为什么对可见光没有观察到穆斯堡尔
器对其进行探测？并请阐述该探测器的工作原理 (15 分） (5 ）什么是内转换系数？是否可以用 阳Am 源以及以上所提到的探测 器对内转换系数进行实验测量？如果是，请提供实验方案。 (10 分）
共 l 页第 1 页
兰州大学 2017 年硕士研究生招生初试试题
提醒：答案请写在专用答题纸上，写在试题上一律无效。
型，并讨论 σ→旷的Y跃迁。（ 20 分）
5 ）试用壳模型判断下列核基态的自旋与宇称： 13c, 110 ，咄g （己知质
子，中子能级的排列顺序为： ls川 lp312; lpν2; lds12; 2sν2 ; ld3 2; lf旷…· ·〉。
(15 分〉川
试证明 σab ： σab’： σab ＂＝σa’ b ：伍’ b，：吼’ b" (15 分）
’B-
,
6 ）对于具有多种入射道和多种衰变方式的复合核反应 立；；卡 c → i
:: :::~
7) 241Am 是 一种常用的 α放射源，其所放出的 α粒子的能量分别是 5.486MeV, 5.443MeV 和 5.388MeV 。（合计 60 分）
(1 ）对于 241Am 的α放射性，一般采用什么样的探测器进行探测？探
初试科目代码： 841 初试科目名称：原子核物理（含核物理实 验方法 〕
1 ）名词解释：复合核反应，原子核自旋，放射性鉴年法，集体模型， 同核异能态，液滴模型。（ 30 分）
2 ）试解释为什么自然界富含铁元素。 (10 分）
3 ）简述α衰变的基本规律及其物理原因。（ 20)
4 ）试确定 7 /2 －→ 112 · , 9 / 2 －→ 1/2 －，。－→旷， l ＇→O ',
效应。（ 20 分〉
5 ）当我们用高能量分辨的电子谱仪测量 137Cs 的日能谱时，既能观测到
连续谱，也能观测到线状谱，试解释原因。＇（ 20 分〉
6 ）试说说你是怎么理解核的壳层结构的。 ClO 分〉
7) 名词解释：势散射，共振散射，复合核反应，直接反应，重离子核 反应。（ 20 分〉 8 ）给出 NaI (Tl ） γ谱仪测量 137Cs CEy=O. 661MeV ）的γ能谱，并解释
2 ）原子核的那些基本性质可以通过测量原子光谱的方法进行测量， 试举一例进行详细说明。 (10 分）
3 ）试确定 3/2－→3;2·' 3/2－→3/2－，。－→矿， 112·→ 1/玄， 5;2·→5;2·
的 p衰变的级次。（ 20 分）
4 ）试确定 3/2－→3／扩， 3/2 →3/2-, 112·→ 1/矿， 5/2＋→5/2＋的Y跃迁类
兰州大学 2015 年招收攻读硕士学位研究生考试试题
注意：答案请一律写在答题纸上，写在试题上无效。
科目代码： 841
科目名称：原子核物理（含核物理实验方法〉
1) 地壳中存在的一些重的放射性核素所形成的三个天然放射性系，
它们的母体半衰期都很长，和地球年龄相当或者更长，因而经过漫长的地
质年代后还能保存下来，它们的成员大多具有α放射性，少数具有p放射性， 一般都伴随有γ辐射，但没有一个具有扩放射性或者轨道电子俘获。试解释
i
oo 分〉
时，观察到共振。己知质子和 1 Li 核的结合能为 17.21 MeV ，试求所形成 的复合核能级的激发能。 (IO 分）
I
i
n 质子轰击 7Li 靶，当质子的能量 为 0. 44, 'I. 05,
8)
2.
22 和 3.0
MeV
探测系统的电子学等非探测器因素对全能峰半高宽的贡献为 5 keV ，且该
其
1
页
第
l
页