原子物理第五章习题-优质课件
人教版高中物理选修3-5第五章原子核章末习题课件
1ห้องสมุดไป่ตู้．下列说法正确的是
A．阴极射线和 射线的本质都是电子流，在原子内的来源是相同的
B．太阳辐射的能量主要来源于太阳中的裂变反应 C．用频率大于某金属极限频率的单色光照射该金属．若增大入射光的频率，则单位时间内逸出的光 电子一定增多 D．放射性元素的半衰期，与该元素所处的物理化学状态无关
D
A D
BC 19．下列说法正确的是
A．卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 B．铋的半衰期为5天，20g铋经过20天后还剩1.25g铋 C．质子、中子、电子等微观粒子都具有波粒二象性 D．原子核结合能越大，原子核越稳定
AB
CD AC BC
CD ABD
BC AB
BCD 28．对于相关的物理现象与规律，下列说法正确的是（
D D
B 9.下列四幅图的有关说法中正确的是（ ）
A．甲图中，球 m1 以速度 v 碰静止球 m2，若两球质量相等，碰后 m2 的速度一定为v 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，重核的裂变需要吸收能量
A B
D 3．下列关于原子核的说法正确的是（ ）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中， 粒子的穿透能力最强
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件 D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
人教版高中物理选修3-5第五章原子核章末习题优秀课件
D D
B 9.下列四幅图的有关说法中正确的是（ ）
A．甲图中，球 m1 以速度 v 碰静止球 m2，若两球质量相等，碰后 m2 的速度一定为v 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，重核的裂变需要吸收能量
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A．卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 B．铋的半衰期为5天，20g铋经过20天后还剩1.25g铋 C．质子、中子、电子等微观粒子都具有波粒二象性 D．原子核结合能越大，原子核越稳定
AB
CD AC BC
CD ABD
BC AB
BCD 28．对于相关的物理现象与规律，下列说法正确的是（
A B
D 3．下列关于原子核的说法正确的是（ ）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中， 粒子的穿透能力最强
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件 D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
C
D
(新教材适用)高中物理第五章原子核1.原子核的组成课后习题新人教版选择性
1.原子核的组成基础巩固1.最早发现天然放射现象的科学家是()A.爱因斯坦B.查德威克C.卢瑟福D.贝克勒尔答案:D解析:贝克勒尔最早发现天然放射现象,选项D正确。
2.原子核中能放出α、β、γ射线,关于原子核的组成,以下说法正确的是()A.原子核中有质子、中子,还有α粒子B.原子核中有质子、中子,还有β粒子C.原子核中有质子、中子,还有γ粒子D.原子核中只有质子和中子答案:D解析:原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的,故选项D正确。
3.在天然放射性物质附近放置一带电体,带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()A.γ射线的贯穿作用B.α射线的电离作用C.β射线的贯穿作用D.β射线的中和作用答案:B解析:由于α粒子电离作用较强,能使空气分子电离,电离产生的电荷与带电体的电荷中和,使带电体所带的电荷很快消失。
4.如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片,若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是()A.α和β的混合放射源B.纯α放射源C.α和γ的混合放射源D.纯γ放射源答案:C解析:此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力。
在放射源和计数器之间加上铝片后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的粒子,即α粒子;在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过铝片的粒子中无带电粒子,故只有γ射线。
因此,放射源可能是α和γ的混合放射源。
5.(多选)下列描述正确的是()A.卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实B.放射性元素发射β射线时所释放的电子来源于原子的核外电子C.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,再向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率D.分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应,则用X射线照射时光电子的最大初动能较大答案:AD解析:卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实,A正确。
(新教材适用)高中物理第五章原子核4.核裂变与核聚变5.“基本”粒子课后习题新人教版选择性
4.核裂变与核聚变5.“基本”粒子基础巩固1.(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应为n Ba Kr+n,下列说法正确的有()A.上述裂变反应中伴随着中子放出B.铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响答案:AC解析:从裂变反应方程可以看出裂变反应中伴随着中子放出,A对。
铀块体积对链式反应的发生有影响,B错。
铀核的链式反应可人工控制,C对。
铀核的半衰期不会受到环境温度的影响,D错。
2.(多选)当一个重核裂变时,它所产生的两个核()A.含有的总质子数比裂变前重核的质子数少B.含有的总中子数比裂变前重核的中子数少C.裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D.可能是多种形式的两个核的组合答案:BD解析:一个重核裂变时,在产生两个核的同时,也放出中子,所以新产生的两个核的总中子数比裂变前重核的要少,两个核的总质子数与裂变前重核的质子数相等,选项A错误,选项B正确。
裂变时放出的能量主要是反应前后质量亏损而产生的能量,要远大于俘获中子时得到的能量,C项错误。
重核裂变的产物是多种多样的,D项正确。
3.下列说法正确的是()A.聚变是裂变的逆反应B.如果裂变释放能量,则聚变反应必定吸收能量C.聚变需将反应物加热至数百万度以上的高温,显然是吸收能量D.裂变与聚变均可释放巨大的能量答案:D解析:从形式上看,裂变与聚变似乎是互为逆反应,但其实不然,因为二者的反应物和生成物完全不同。
裂变是重核分裂成中等核,而聚变则是轻核聚合成为次轻核,无直接关联,并非互为逆反应,A选项错误。
裂变与聚变不是互为逆反应,则在能量流向上也不必相反,B选项错误。
要实现聚变反应,必须使参加反应的轻核充分接近,需要数百万度的高温提供能量,但聚变反应一旦实现,所释放的能量远大于所吸收的能量,因此,总的来说,聚变反应还是释放能量,C选项错误,D选项正确。
4.(多选)已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。
高中物理选择性必修第三册课后习题 第5章 原子核 分层作业24 核裂变与核聚变
第五章分层作业24 核裂变与核聚变A级必备知识基础练1.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径,关于裂变和聚变,下列说法正确的是( )A.裂变释放能量,聚变吸收能量B.裂变过程有质量亏损,聚变过程无质量亏损C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量2.如图所示为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是92235U+01n X+38b Y+201n,其中01n为中子,对于产物X的原子序数a和产物Y的质量数b,以下判断正确的是( )A.a=53,b=93B.a=54,b=94C.a=53,b=94D.a=54,b=933.(山东菏泽高二期末)普通核反应堆的结构示意图如图所示,通过铀235链式反应实现核能的可控释放。
下列关于核反应堆工作的说法正确的是( )A.正常运行的反应堆,水泥防护层外能检测到大量α粒子B.中子速度越快越容易发生链式反应C.通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度D.铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关4.(江西九江高二期末)目前核能发电都是利用核裂变反应,其中一个主要的裂变方程为92235U+01n X+3895Sr+201n。
下列有关说法正确的是( ) A.产物X原子核中含有85个中子C.裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能小D.锶90也是铀235的裂变产物,其半衰期为28年,那么经过56年锶90就衰变完了5.(多选)(云南昆明高二期末)如图所示是核电站工作流程图,关于核能,下列说法正确的是( )A.核反应堆可以把核能直接转化为电能B.核反应堆利用的是原子核衰变过程产生的能量C.核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能D.水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线6.(多选)(河北唐山高二期末)关于核聚变,下列说法正确的是( )A.核聚变可以在常温下发生B.太阳释放的巨大能量是核聚变产生的C.聚变反应比较好控制,因此能源危机马上会解决D.“人造太阳”内部的反应是12H+13H He+01n的聚变反应7.(河北石家庄高二期末)海水中富含氘,氘核12H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式612H224He+211H+neV表示,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个。
原子物理第五章课后习题
第五章多电子原子：泡利原理5.1.The ionization energy required to pull one electron off a helium atom is 24.5eV .If we want to ionize the two electrons one-by-one,what is the energy to be supplied?氦原子中电子的结合能为24.6eV ，试问：欲使这个原子的两个电子逐一电离，外界必须提供多少能量？Solution :The ionization energy required to pull one electron off a helium atom is 124.5E eV ∆=,the inization energy required to pull the second electron off a heliumatom is:22222122213.654.41Z Rhc Z Rhc E E E Z Rhc eV eVn ∞∞⎛⎫∆=-=---==⨯= ⎪⎝⎭The total ionization energy required to ionize the two electrons one-by-one is:1224.554.478.9E E E eV eV eV=∆+∆=+=5.3.Calculate the possible values of L S for an 1,22S L ==state.对于12,2S L ==，试计算L S 的可能值。
Solution :1135,2,2,2222S L J L S ===±=±=For “spin-orbit coupling”term,222,2J S L J S L S L=+=++⋅Then,()()()()22221111122S L J S Lj j s s l l ⋅=--=+-+-+⎡⎤⎣⎦ ()()222213133113,2,11221222222221515511,2,112212222222S L J S L S L J S L ⎡⎤⎛⎫⎛⎫===⋅=⋅+-⋅+-⋅+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫===⋅=⋅+-⋅+-⋅+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦5.5.Among hydrogen,helium,lithium,beryllium,sodium,magnesium,potassium and calcium atoms,which one shows the normal Zeeman effect?Why?在氢、氦、锂、铍、钠、镁、钾和钙中，哪些原子会出现正常塞曼效应？为什么？Solution :For normal Zeeman effect,total spin 0,211S S =+=,the electron numbers of the atom should be even,that is,helium(Z=2),beryllium(Z=4),Magnesium(Z=12),calcium(Z=20)atoms can show the normal Zeeman effect.5.7.According to the L S -coupling rule,what are the resultant states from the following electron configurations?Which one is lowest?(a).4np (b).5np (c).()()nd n d '依照L S -耦合法则，下列电子组态可形成哪些原子态?其中哪个能态最低？解：（a ）4np 与2np 具有相同的原子态。
原子核物理卢希庭课后习题答案全PPT课件一等奖新名师优质课获奖比赛公开课
1-1 A 利用书本上公式
AZ B
A, B已知（书上第四页）
E h (其中h是常数为6.631034 )
B 上课讲公式
k 0.2481016 (Z S )2 Hz
S 1
第1页
2-2质谱仪工作原理
1 M 2 qV (1)
2
qB M 2 (2)
R
q M
2V B2R2
即M
又 电子总角动量j>核的自旋I
2I 1 6 I 5 2
即241Am和 243 Am核的自旋为 5 2
第4页
原子209Bi的谱线2 D3 分裂成四条子能级，相邻能级的间距比为6：5：4，求核的自旋I值
2
以及谱线2 S 1 和2 D3 分裂的能级总数。
2
2
解：设2D3谱线分裂为2 X
2
1个子能级，由2 X
(197 Au)=7.916 MeV
B( 252Cf)=98 7.289+(252-98) 8.071-(76.027)=1881.219 MeV
( 252 Cf)=7.465 MeV
第22页
2-14
解：E E(130Te) E(130Xe) (130Te) (130Xe) (87.353) (89.881) 2.53MeV
法测量，达到与上法精度( 7%),至少要测量多长时间？
解：设大气中14 C原子数N10 , 12 C原子数N10 , 长毛象肌肉样品中14 C原子数N1,
12 C原子数N2 ,
N10 et N1
N 20
N2
t
T1 2 ln 2
ln( N1 N2
N 20 N10
)
5760
6.98 1014
《原子物理习题》PPT课件
对L S耦合：S 0;L 0,1;
J 0,1(J 0 J ' 0除外)
10．设原子的两个价电子是p电子和d电子,在Ｌ－Ｓ耦合
下A.4可个能；的原B.9子个态C；有：C.1[2个
] ；
D.15个。
提示：对于p电子，l1=1,s1=1/2,对于d电子，l2=2,s2=1/2,
于是L=3,2,1,S=1,0. 当S=0时，L=3,2,1对应的原子态分别为1F,1D,1P; 当S=1时，L=3,2,1对应的原子态分别为3F,3D,3P;
Ａ.1s22s22p63s23p6 1S0 Ｃ.1s22s22p63p8 1S0
Ｂ.1s22s22p6２p63d8 3P0 Ｄ. 1s22s22p63p43d2 2D1/2
14.由壳层结构理论和洪德定则可知，氯原子（Z=17）基
态时的原子态应是B ：[ ]
A. 2P1/2；
B. 2P3/2；
C. 4P1/2；
能级次序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s <4f<5d<6p<7s<5f<…
一、选择题
1.泡利不相容原理说 :[D ] A.自旋为整数的粒子不能处于同一量子态中 B.自旋为整数的粒子能处于同一量子态中 C.自旋为半整数的粒子能处于同一量子态中 D.自旋为半整数的粒子不能处于同一量子态中
洪特定则：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，它所处的能及位置最低； 对于同一个S,又以L值大的为最低。 附则：对于同科电子，当同科电子数小于或等于闭壳层 占有数一半时，具有最小J值的能级位置最低，为正常次序。 当同科电子数大于闭壳层占有数的一半时，则具有最大J值的 能级为最低，为倒转次序。
高中物理选择性必修第三册课后习题 第五章 原子核 4.核裂变与核聚变
4.核裂变与核聚变课后篇素养形成必备知识基础练1.(多选)关于铀核裂变,下列说法正确的是( )A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两种不同的核B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子C.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用铀235而不用铀238D.铀块的体积对产生链式反应无影响,会引起裂变,放出2~3个中子,裂变的产物是各种各样的,具有极大的偶然性,只是裂变成两块的情况多,也有的裂变成多块,A 错误,B 正确;铀235受慢中子的轰击时,裂变的概率大,而铀238只能俘获能量在1MeV 以上的中子才能引起裂变,且裂变的概率小,C 正确;要引起链式反应,需使铀块体积大于或等于临界体积,D 错误。
2.(吉林长春模拟)图为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是92235U+n →a 140X+ 38b Y+2n,其中n 为中子,对于产物X 的原子序数a 和产物Y的质量数b,以下判断正确的是( )A.a=53,b=93B.a=54,b=94C.a=53,b=94D.a=54,b=93:92=a+38;核反应质量数守恒:235+1=140+b+2;联立得a=54,b=94。
故B正确,A、C、D错误。
3.(湖北武汉模拟)聚变与裂变相比有很多优点,下列说法不正确的是( )A.地球上聚变燃料的储量丰富,足以满足聚变的需要B.轻核聚变更为安全、清洁C.相同质量的核燃料,轻核聚变反应中产生的能量更多D.环流器是利用聚变物质的惯性进行约束,即用激光从各个方向照射反应的物质,使它们“挤”在一起发生反应0.03g的氘,氚可以利用锂制取,聚变燃料丰富,故A正确;轻核聚变需要高温,一旦出现故障,高温不能维持,反应自动停止,且反应产生的氦没有放射性,聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质,比裂变反应堆生成的废物数量少,放射废料少,容易处理,故B正确;相同质量的核燃料,轻核聚变反应中产生的能量更多,产能效率高,故C正确;环流器是利用磁约束,而不是聚变物质的惯性进行约束,故D不正确。
沪教版高中物理 第5章 原子世界探秘 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 光子的发射和吸收过程是（）A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差值2. 下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是（）A．物理学家汤姆孙经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量B．韦伯不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像C．kg、m、s、C都是国际单位制中的基本单位D．功的单位用国际单位制中基本单位可书写为kg•m2/s23. 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．核外电子运动速度越大C．原子能级的能量越小D．电子的电势能越大4. 氢原子能级如图甲所示，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁。
产生的光照射到图乙所示的真空管，阴极K材料为钠，其逸出功为2.29eV，发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，则（）A．跃迁中，有4种频率的光可以使阴极K发生光电效应B．由n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子波长最长C．当滑片P调至最左端时，电流表的示数为零D．由n=4能级跃迁到n=1能级时，该氢原子能量增大5. 在卢瑟福的粒子散射实验中，使极少数粒子发生大角度偏转的力是（）A．弹力B．核力C．分子力D．电场力6. 如图为玻尔的氢原子能级图，一群处于n=3激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（）A．由n=3能级跃迁到n=2能级时发出光子的波长最长B．氢原子跃迁时可以发出连续光谱C．核外电子的轨道半径增大，动能减小D．一共能发出2种频率的谱线7. 氢原子能级如图，一群氢原子处于n=4能级上。
当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，辐射光的波长为1884nm，下列判断正确的是（）A．一群氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，最多产生4种谱线B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子吸收能量C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射光的波长大于1884nmD．用从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射W逸=6.34eV的铂，能发生光电效应8. 下列关于物理知识在生活中的应用，说法正确的是（）A．日常生活中我们接收到的可见光是原子核受到激发而产生的B．弯曲的盘山公路建成外高内低是为了汽车在行进中由重力的下滑力提供向心力，不再需要摩擦力C．高大建筑物上的避雷针是为了在电闪雷鸣时排斥雷击，从而达到保护整个建筑物的目的D．雨天后的彩虹是光的折射现象，把太阳光这种白光分解成了彩色光9. 20世纪初，丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，提出自己的原子结构假说。
2021原子物理第五章PPT优秀资料
2)总自旋，总轨道和总角动量的计算
总自旋： S S1 S2
其中:
S1 s1(s1 1) S2 s2 (s2 1)
S s (s 1)
且
S s1 s2, s1 s2 1,
1
(s1
) 2
(s2
1) 2
s1 s2 1,0
故总自旋的 可能值为:
S 2 ,0,
总轨道 L L1 L2
其中: L1 l1(l1 1) , L2 l2 (l2 1) 故: L l (l 1) 其中: l l1 l2,l1 l2 1, l1 l2
在氦的第二族元素中，考虑自旋后，在一种电子组态 n1l1n2l2 中，两个价电子分别有各自的轨道和自旋运动，因 此存在着多种相互作用，使得系统具有的能量可以有许多不 同的可能值。而每一种能量的可能值都与一种原子态，即一 个能级相对应。我们说，这些原子态便是该电子组态可能的 原子态。
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二.同一组态内的相互作用
早先人们以为有两种 氦，把具有复杂结构的氦 称为正氦，而产生单线光 谱的称为仲氦。
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2．能级和能级图 什么原因使得氦原子的光谱分为两套谱线呢？我们知道，
原子光谱是原子在不同能级间跃迁产生的；根据氦光谱的上 述特点，不难推测，其能级也分为
单层结构: S1, P1, D1, F1----仲氦 两套：
性到奇性．
我们可以用下面的方法来判定某一情况下原子的奇偶性：
将核外所有电子的角量子数相加，偶数对应偶性太， 奇数对应， 因此，Laporte 定则表述为：
偶性态（ l i 偶 数） 奇性态 ( i
即初态与末态的宇称必须相反。
奇数l)i (1)
i
用这种方法进行判定，在实际操作中是很麻烦的，因
2023版新教材高中物理第五章原子核微点6核反应及核反应方程课时作业新人教版选择性必修第三册
微点6 核反应及核反应方程1．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程42 He ＋14m N ―→n p X ＋s1 H 中，元素X 和数值m 、n 、s 的组合正确的是( ) A ．O 、7、17、1B ．C 、8、17、1 C ．O 、6、16、1D ．C 、7、17、22．[2023·全国甲卷，15]在下列两个核反应方程中X ＋147 N ―→Y＋178O 、Y ＋73 Li ―→2X，X 和Y 代表两种不同的原子核，以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数，则( ) A ．Z ＝1，A ＝1B ．Z ＝1，A ＝2 C ．Z ＝2，A ＝3D ．Z ＝2，A ＝43．(多选)一个质子以1.4×107m/s 的速度撞一个孤立的静止铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列说法正确的是( )A ．核反应方程为2713 Al ＋11 H ―→2814 Si B ．核反应方程为2713 Al ＋11 H ―→2714 Si ＋10 n C ．硅原子核速度的数量级为107m/sD ．硅原子核速度的数量级为105m/s4．[2023·吉林长春第六中学高二期末]秦山核电站产生14 6C 的核反应方程为147N ＋1n ―→14 6C ＋X ，其产物14 6C 的衰变方程为14 6C ―→147N ＋0－1 e.下列说法正确的是( )A ．X 是中子B ．146C 可以用作示踪原子 C ． 0－1 e 来自原子核外D ．经过一个半衰期，10个146C 将剩下5个5．[2023·高二课时练习]下列有关核反应的描述正确的是( ) A ．卢瑟福发现质子的核反应方程是11 H ＋2713 Al ―→2814 Si B ．贝克勒尔发现正电子的核反应方程是3015 P ―→2814 Si ＋01 e C ．查德威克发现中子的核反应方程是21 H ＋31 H ―→42 He ＋10 nD ．约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是2713A1＋42 He ―→3015 P ＋10 n 6．[2023·郑州市高二联考]医学影像诊断设备PET/CT 是诊断COVID －19的一种有效手段，其原理是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病．示踪剂常利用同位素116C作示踪原子标记，其半衰期仅有20min.11 6C 可由小型回旋加速器输出的高速质子流轰击147N 获得，下列说法正确的是( )A ．用高速质子轰击14 7N ，生成116C 的同时释放出中子 B ．用高速质子轰击14 7N ，生成116C 的同时释放出α粒子 C ．1g 的11 6C 经40min 后，剩余116C 的质量为0.75g D ．将116C 置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化7.中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278Pt.制取过程如下： (1)用质子轰击铍靶94 Be 产生快中子；(2)用快中子轰击汞20480Hg ，反应过程可能有两种： ①生成20278Pt ，放出氦原子核； ②生成202 78Pt ，放出质子、中子；(3)生成的20278Pt 发生两次β衰变，变成稳定的原子核汞20280Hg. 写出上述核反应方程式．5号元素为B ，79号元素为Au ，80号元素为Hg微点6 核反应及核反应方程1．答案：A解析：氮原子核，则m ＝7；发现质子，说明s ＝1，由质量数与电荷数守恒得n ＝14＋4－1＝17，p ＝2＋7－1＝8，则X 是氧，则卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程是42 He ＋14 7N→178O ＋11 H ，A 正确．2．答案：D解析：设Y 电荷数和质量数分别为m 和n ，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足，A ＋14＝n ＋17，Z ＋7＝m ＋8，第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足，n ＋7＝2A ，m ＋3＝2Z ，联立解得，Z ＝2，A ＝4，故选D.3．答案：AD解析：核反应方程为2713 Al ＋11 H 2814 Si ，质子和铝原子核碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律知mv 0＝28mv ，可得v ＝3.57×105m/s ，所以硅原子核速度的数量级为105m/s ，A 、D 正确，B 、C 错误．4．答案：B解析：根据质量数守恒和核电荷数守恒知，产生14 6C 的核反应方程为147N ＋10 n 146 C ＋11 H ，所以X 为质子，故A 错误；根据同位素标记法可知产物146C 可以用作示踪原子，故B 正确；146C发生β衰变产生的电子来源于核内中子转变成质子过程，故C 错误；半衰期是针对大量的原子，符合统计规律的随机过程量，对于少量的原子核衰变来说半衰期是没有意义的，故D 错误．5．答案：D解析：卢瑟福发现质子的核反应方程是147N ＋42 He 178 O ＋11 H ，A 错误；居里夫妇发现正电子的核反应方程是3015 P 3014 Si ＋01 e ，B 错误；查德威克发现中子的核反应方程是94 Be ＋42 He 126 C ＋10 n ，C 错误；约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是2713 A1＋42 He 3015 P ＋10 n ，D 正确．6．答案：B解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知，该核反应方程为147N ＋11 H 116C ＋42 He ，故A 错误，B 正确；由题意知11 6C 半衰期为20min ，经40min ，则经过了2个半衰期；1g 的116C 的剩余11 6C 的质量为m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫122m ＝0.25g ，故C 错误；半衰期与元素所处的物理环境和化学状态无关，因此其半衰期不可能变化，故D 错误．7．答案：见解析解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程(1)94 Be ＋11 H 95 B ＋10 n(2)①20480Hg ＋10 n 202 78Pt ＋32 He②204 80Hg ＋10 n 20278Pt ＋211 H ＋10 n(3)202 78Pt 202 79Au ＋ 0－1 e ，202 79Au 20280Hg ＋ 0－1 e。
原子物理第五章习题资料讲解
原子物理第五章习题精品资料第五章习题 1,2 参考答案 5-1 氦原子中电子的结合能为 24.5eV ，试问：欲使这个原子的两个电子逐一电离，外界必须提供多少能量?解 : 第一 个 电 子 电 离 是 所 需 的 能 量 为 电 子 的 结 合 能,即: E 1 = 24.5eV第二个电子电离过程 ,可以认为是类氢离子的电离,需要的能量为 :11∞ = Rhcz 2 = 22⋅13.6eV = 54.4eVE 2 = hv =1n ∞所以 两 个 电 子 逐 一 电 离 时 外 界 提 供 的 能 量 为 :E = E 1 + E 2 = 24.5eV + 54.4eV = 78.9eV5-2 计算 4D 3/2 态的 L ·S .(参阅 4.4.205)分析要点:L 与 S 的点积,是两矢量的点积,可以用矢量三角形的方法,用其他矢量的模来表示;也可以求出两矢量模再乘其夹角的余弦.解：依题意知，L =2，S =3/2，J =3/2J =S +LJ 2=S 2+L 2+2S ·L据：5-3 对于 S =1/2，和 L =2，试计算 L ·S 的可能值。
要点分析:矢量点积解法同 5-2.解：依题意知，L =2，S =1/2可求出 J =L ±1/2=2±1/2=3/2，5/2 有两个值。
因此当 J =3/2 时有：精品资料1仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢= 1 [J (J +1) − S (S +1) − L (L +1)]ℏ2 L ⋅ S 322= 1 [ 3 ( 3 +1) − 1 ( 1 +1) − 2(2 +1)]ℏ 2据：2 2 2 2 2= − 3 ℏ 22而当 J =5/2 时有：= 1 [J (J +1) − S (S +1) − L (L +1)]ℏ2L ⋅ S 522= 1 [ 5 ( 5 +1) − 1 ( 1 +1) − 2(2 +1)]ℏ 2据：2 2 2 2 2= ℏ2 3 ℏ2故可能值有两个− ℏ 2，25-4 试求 3F 2 态的总角动量和轨道角动量之间的夹角。
原子物理第五章习题
3 2 或 2
2
习题 5-4 试求3F2态的总角动量和轨道角动量之间的夹角。
(L, J ) 1928
习题 5-5 在氢、氦、锂、铍、钠、镁、钾、钙中，哪些原子会出现正常塞 曼效应？为什么？ 解： 考虑这些原子的基态，他们分别为： H(2S1/2)、He(1S)、Li(2S1/2)、Be(1S0)、Na(2S)、Mg(1S)、K(2S)、Ca （1S） 要出现正常塞曼效应，必须要求只有原子形成S=0，2S+1=1的独 态。 氢、锂、钠、钾的电子数为奇数，不能出现塞曼效应，而氦、铍 、镁和钙，对原子的磁矩有贡献的是两个电子，他们的自旋若取 向相反，则总自旋S=0，即2S+1=1（独态），故能差生正常塞曼 效应。
博学厚德 尚美健行
谢谢
一、考点小结
1. 氦的光谱和能级
2. 两个电子的耦合
L—S耦合
J——J耦合
电子态到原子态
本章考点
3. 泡利不相容原理
泡利不相容原理 同科电子合成的状态 洪特规则 4. 元素周期表
同科电子——洪特附加规则
电子填充原则
习题 5-1 氦原子中电子的结合能为24.5eV，试问：欲使这个原子的两个电 子逐一电离，外界必须提供多少能量？
习题 5-8
2s3p P1
1
3
P2 P0
2s3p 3P 1
3
2s3s S0
1
2s3s S1
3
2s2p P1 2s2p 2s2s S0
1
1
3 3 3
P2 P1 P0
说明：三重态与单重态之间因不满足 S = 0，因而相互无跃迁发生。
习题 5 - 11 一束基态的氦原子通过非均匀磁场后，在屏上可以接受到几条？ 在相同条件下，对硼原子，可以接受到几条？为什么？
高中物理 第五章 原子核 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 核电池又叫“放射性同位素电池”，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电池已成功地用作航天器的电源，据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是（）A．B．C．D．2. 实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。
现在有一种“氚电池”，就是利用了氚核衰变产生的能量，有的心脏起搏器就是使用“氘电池”供电，使用寿命长达20年。
氚核发生衰变过程中除了产生粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。
氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（）A．氚核衰变放出的射线是电子流，来源于核外电子B．经过25年后，反应剩余物的质量变为初始质量的C．环境的温度、压强发生变化时，氚核的半衰期会发生变化D．氚核发生衰变过程中产生的新核为3. 原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有（）A．核的结合能约为14MeVB．核比核结合能大C．两个核结合成核时释放能量D．核中核子的平均结合能比核中的大4. 在日本福岛核电站的核泄漏事故中，泄漏的污染物中含有和两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中的衰变方程为，其半衰期为8天，下列说法正确的是A．该核反应中放出的电子来自原子的外层电子B．原子核中含有53个中子C．因为该反应出现质量亏损，所以核反应后的原子核总质量数减少了D．经过16天，75％的原子核发生了衰变5. 卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是A．电子数与质子数相等B．原子核的质量大于核内质子质量C．原子核的核电荷数只是原子数的一半或少一些D．质子和中子的质量几乎相等6. 下列说法正确的是（）A．汤姆孙发现电子，并得出电子是各种物质的共有成分，揭示了原子不是构成物质的最小微粒B．核反应中，是中子，该核反应为衰变C．原子核中没有电子，所以射线来自原子的核外电子D．氢原子光谱的实验研究说明原子核有内部结构7. 根据所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是（）A．图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性B．图乙是“光电效应”实验装置，锌板表面逸出的粒子是光子C．图丙是粒子散射实验装置，原子核式结构模型很好的解释了本实验现象D．图丁是工业上用射线检测金属板厚度的装置，使用的射线是射线8. 静止的氡核弱放出粒子后变成钋核，粒子动能为.若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为，则该反应中的质量亏损为B．0A．C．D．9. 下列说法正确的是( )A．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1个原子核了B．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β粒子，这就是β衰变的实质C．光子的能量由光的强度所决定D．只要有核反应发生，就一定会释放出核能10. 已知中子的质量为，质子的质量为，氦核（）的质量为m，则氦核的比结合能为（）A．B．C．D．11. 利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为( )A．它比较容易发生链式反应B．能自动裂变，与体积无关C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多12. 居里夫妇因发现放射性元素镭而获得1903年的诺贝尔物理学奖。
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在施特恩-盖拉赫实验中，基态硼原子将分裂 成 2束原子射线束.
习题
5 - 12 写出下列原子的基态的电子组态，并确定他们的基态：15P，16S， 17Cl，18Ar。
博学厚德 尚美健行
谢谢
动量的可能值又如何？在两种情况下，可能的状态数目及相同J值
出现的次数是否相同？ L S 0
LS
1
解：(1)L-S耦合：
S1
1 2 ,S2
1 2
0
1S0
1
1 P1
0
3 S1
1
P 3 2,1,0
S 0,1
2
1D2
2
D 3 3,2,1
l1 2, l2 2 L 4,3,2,1,0
3
j1
5, 2
j2
3;J 2
4,3,2,1
j1
3, 2
j2
5;J 2
4,3,2,1
j1
3, 2
j2
3;J 2
3,2,1,0
习题
5-8
铍原子基态的电子组态是2s2s，若其中有一个电子被激发到3p态， 按L—S耦合可形成哪些 电子态？写出有关电子态的符号，从这些 原子态向低能态跃迁时，可以产生几条光谱线？画出相应的能级 跃迁图，若那些电子被激发到2P态，则可能产生的光谱线又为几 条？
博学厚德 尚美健行
原子物理习题课
第五章
授课教师：马 跃 指导教师：邓玉福 教授
一、考点小结
本章考点
1. 氦的光谱和能级 2. 两个电子的耦合 3. 泡利不相容原理
4. 元素周期表
L—S耦合 J——J耦合
电子态到原子态 泡利不相容原理
同科电子合成的状态 洪特规则
同科电子——பைடு நூலகம்特附加规则 电子填充原则
F3 4,3,2
G 3 5,4,3
习题
5 - 10 依照L-S 耦合法则，（nd）2组态可形成哪几种原子态？能量最低 的是哪个态?并依此确定钛原子的基态？
解：
S1= S2=1/2 Ms=+1/2,-1/2
l1 = l2 =2 Ml1=2,1,0,-1,-2 Ml2=2,1,0,-1,-2
ML=4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4;
1 F3
4
1G4
3
F3 4,3,2
4
G 3 5,4,3
习题
5-6
（2）j-j耦合：
j l s,l s
1 53 L1 2,S1 2 , j1 2 , 2
1 53 L2 2, S2 2 , j2 2 , 2
j1
5 2
,
j2
5;J 2
5,4,3,2,1,0
S 1,L 2 2
J 5,3
L
2 S
2 1
J(J
1)
L(L
1)
S(S
1)
2
2
2或 3 2 2
习题 5-4 试求3F2态的总角动量和轨道角动量之间的夹角。
(L, J) 1928
习题
5-5
在氢、氦、锂、铍、钠、镁、钾、钙中，哪些原子会出现正常塞 曼效应？为什么？ 解： 考虑这些原子的基态，他们分别为： H(2S1/2)、He(1S)、Li(2S1/2)、Be(1S0)、Na(2S)、Mg(1S)、K(2S)、Ca （1S） 要出现正常塞曼效应，必须要求只有原子形成S=0，2S+1=1的独 态。 氢、锂、钠、钾的电子数为奇数，不能出现塞曼效应，而氦、铍 、镁和钙，对原子的磁矩有贡献的是两个电子，他们的自旋若取 向相反，则总自旋S=0，即2S+1=1（独态），故能差生正常塞曼 效应。
习题
5-8
解：容易导出LS耦合下 2s3p电子组态可生成的原子态有： 1P1 ；3P2,1,0
从这些原子态向下退激时，除向基态2s2s退激外，还可能会向 2s2p、2s3s退激。因此，需要写出低于2s3p能级的所有能级的 原子态。 容易导出 2s2s的原子态有 1S0； 2s2p的原子态有 1P1 ；3P2,1,0 2s3s的原子态有 1S0 ；3S1 2s2p和2s3p属非同科电子，我们无从知道它们所形成的三重态 呈现正常次序或反常次序。不妨假定为正常次序。做能级图如 下（不成比例），并根据跃迁选择定则标出跃迁。
l =1, s=1/2, j=3/2, 1/2
2 P3 ,2P1
2
2
LS
0
0
1S0
nd n'd
1
1 P1
1 (3) l1 l2 2 S1 S2 2
L 4,3,2,1
S 0,1
2
1D2
3
1 F3
4
1G4
LS
0 1 2 3 4
1
3 S1
P 3 2,1,0
D 3 3,2,1
习题
5-7 依L—S耦合法则，下列电子组态可形成哪些原子态？其中哪些态 的能量最低？(1)np4；(2)np5；(3)(nd)(n’d)
解：（1） 同种电子： np 4 同 np 2
D 1S0 ,1D2 ,3P2,1,0 1 2 3 P2 ,3P1 ,3P0
1S0
习题
5-7
解：（2） np5 同 np
习题
5-1 氦原子中电子的结合能为24.5eV，试问：欲使这个原子的两个电 子逐一电离，外界必须提供多少能量？
He He E Z2 E10 H He 54.4 24.5 79.0eV
5-2 计算 4D3/2 态的L · S。
习题
习题
5-3
对于S=1/2 和 L=2，试计算L·S的可能值。
5 - 10
习题
5 - 10
习题
2L+1=1 2S+1=1
2L+1=5 2S+1=1
2L+1=9 2S+1=1
2L+1=3 2S+1=3
2L+1=7 2S+1=3
习题
5-6
假设两个等效的d电子具有强的自旋-轨道作用，从而导致j—j耦合，
试求他们总角动量的可能值。若他们发生L—S耦合，则他们的总角
5-8
2s3p1P 1
2s3s1S 0
习题
3P 2
2s3p 3P 1 3P 0
2s3s3S 1
2s2p1P 1
2s2s1S 0
3P 2
2s2p 3P 1 3P 0
说明：三重态与单重态之间因不满足 S = 0，因而相互无跃迁发生。
习题
5 - 11 一束基态的氦原子通过非均匀磁场后，在屏上可以接受到几条？ 在相同条件下，对硼原子，可以接受到几条？为什么？ 解： 氦原子基态 2He : 1s 2 在施特恩盖拉赫实验中，基态氦原子将形成 1 束原子射线束.