原子物理能级练习.docx
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原子物理能级练习
IMBstandardizationoffice【IMB5AB-IMBK08-IMB2C】
原子物理能级练习
1、如图4所示为氢原子的能级图，若氢原子处于n=2的激发态，则当它发光时，放出的光子能量应当时（）
A、、
C、、
2：
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、原子能量越大D、电势能越小
3：
一个处于量子数n=3的激发态氢原子向低能级跃迁时，可能发出的光谱线条数最多为__________。
4：
已知氢原子基态能量为，第二能级E2=，如果氢原子吸收_________eV能量，可由基态跃迁到第二能级。
如果再吸收能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3=_________eV。
5A：
一群处于基态的氢原子在单色光的照射下只发出频率为
的三种光，且
，则照射光的光子能量为（）
A、
B、
C、
D、
5B:
一群处于激发态2的氢原子在单色光的照射下只发出6种频率光，且
<
<
<
<
<
，则照射光的光子的频率为（）
A:
B:
C:
D:
6：
处于激发态A的氢原子辐射频率为γ1的光后跃迁到激发态B，处于激发态B的氢原子吸收频率为γ2的光后跃迁到激发态C，γ1>γ2,求：
处于激发态A的氢原子跃迁到激发态C时（填：
“吸收”“辐射”）光子，该光的频率为。
7：
处于激发态A的氢原子吸收波长为λ1的光后跃迁到激发态B，处于激发态B的氢原子辐射波长为λ2的光后跃迁到激发态C，λ1>λ2,求：
处于激发态A的氢原子跃迁到激发态C时（填：
“吸收”“辐射”）光子，该光的波长为。
8、下列措施可使处于基态的氢原子激发的方法是（）
A、用
的光子照射B、用
的光子照射
C、用
的光子照射D、用
的电子碰撞
E:
用
的电子照射
23：
图示为氢原子的能级图，用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有多少种[
]
.10C.
9、氢原子辐射一个光子后，根据玻尔理论，下列的说法中正确的是（）
A、电子运动半径增大B、氢原子的能级增大
C、氢原子的电势能增大D、电子的动能增大
10、依据玻尔氢原子模型，下列说法中正确的是（）
A、电子绕核运动的轨道半径是任意的B、原子只能处于一系列不连续的能量状态中
C、电子运行的轨道半径越小，对应的定态能量就越小
D、电子在各个轨道上可以随意变轨移动
11、如图所示为氢原子的能图，⑴：
当氢原子从
跃迁到
时要（填“吸收或放出”）光子，光子波长为
；⑵：
有一群处于
的氢原子，它可能释放出种频率的光子；⑶用
的光子照射时才能使处于基态的氢原子电离。
12、处于基态的氢原子，其电子的轨道半径
，则电子所在处的场强
，动能
。
13:
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的光子．它们的能量和波长分别为EA、EB、EC和λA、λB、λC，则下列关系中正确的是：
14：
如图所示为氢原子的能图，按照玻尔理论可以确定（）
A.用波长为60nm的光照射，可使氢原子电离
B.用的光子可以激发处于基态的氢原子
C.用能量的光子照射，可使氢原子激发.
D.用能量的外来电子碰撞，可以激发处于基态的氢原子
E.用能量的光子照射，可以激发处于基态的氢原子
F：
用14eV的光子的光照射，可使氢原子电离
15：
根据玻尔玻尔理论，氢原子的核外电子在第一和第二可能轨道上的：
（）
A.半径之比为14B.速率之比为21
C.周期之比为12D.动能之比为41
16：
氢原子的能级示意图如图示，现有每个电子的动能都为EKe=的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰，已知碰前一个电子与一个氢原子的总动量为0，碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级，求碰撞后一个电子与一个受激氢原子的总动能，已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为me/mH=×10-4
19：
设氢原子的核外电子从高能级b向低能级a跃迁时，电子动能的增量ΔEK=EKa-EKb，电势能的增量ΔEP=EPa-EPb，则下列表述正确的是（）
A.ΔEK＞0、ΔEP＜0、ΔEK+ΔEP=0
B.ΔEK＜0、ΔEP＞0、ΔEK+ΔEP=0
C.ΔEK＞0、ΔEP＜0、ΔEK+ΔEP＞0
D.ΔEK＞0、ΔEP＜0、ΔEK+ΔEP＜0
20：
原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为
式中n=1，2，3……表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是（ ）
A．3A/16B．7A/16C．11A/16D．13A/16
21：
若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）．214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0=交给内层电子（如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层）使其离．实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=、EL=、EM=．则可能发射的特X射线的能量为（）
A.0.013：
假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子CI-靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子，若取Na+与CI-相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为－，已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na+所需的能量（电离能）为，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子所放出的能量（亲和能）为。
由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，外界供给的总能量等于___________eV。
18：
已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为×103J，其中可见光约占45%。
设可见光的波长均为μm，太阳向各个方向的辐射是均匀的，太阳与地球间距离为×1011m，则太阳每秒辐射出的可见光的光子数大约为。
（只要求二位有效数字）
22：
目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。
u夸克带电量为
d夸克带电量为
e为基元电荷。
下列论断可能正确的是（）
A：
质子由1个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B：
质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C：
质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D：
质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和1个d夸克组成
3．本题中用大写字母代表原子核．E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H．上述系列衰变可记为：
，另一系列衰变如下：
，已知P是F的同位素，则（）.
是G的同位素，R是H的同位素
是E的同位素，S是F的同位素
是G的同位素，S是H的同位素
是E的同位素，R是F的同位素
1、用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的，乙图是b光照射时形成的。
则关于a、b两束单色光，下述正确的是B
A．a光光子的能量较大
B．在水中a光传播的速度较大
C．若用a光照射某金属时不能打出光电子，则用b光照射该金属时一定打不出光电子
D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时产生的
2、德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的实验研究。
如图
（1）他们在一只阴极射线管中充了要考察的汞蒸气。
极射发出的电子受阴极K和栅极R之间的电压UR加速，。
电子到达栅极R时，电场做功eUR。
此后电子通过栅极R和阳极A之间的减速电压UA。
通过阳极的电流如图
（2）所示，随着加建电压增大，阳极电流在短时间内也增大。
但是到达一个特定的电压值UR后．观察到电流突然减小。
在这个电压值上，电于的能量刚好能够激发和它们碰撞的原子。
参加碰撞的电子交出其能量，速度减小，因此刻达不了阳极．阳极电流减小。
eUR即为基态气体原于的激发能。
得到汞原子的各条能级比基态高以下能量值：
,,（此为汞原子的电离能）。
若一个能量为电子进入汞蒸气后测量它的能量大约是
或或
或
3、某原子核的衰变过程是A
B
C，下述说法中正确的是，
A．核C比核B的中子数少2B．核C比核A的质量数少5
C．原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多2
D．核C比核A的质子数少1
4、原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应．以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子．已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-
，式中n=1，2，3…表示不同能级，A是正的已知常数．上述俄歇电子的动能是
（A）
A（B）
A（C）
A（D）
A
5、地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算。
测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数．由此可以判断出
A．铀238的半衰期为90亿年
B．地球的年龄大致为45亿年
C．被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数
之比约为1∶4
D．被测定的古老岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之
比约为4∶1
6．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中不正确的是（）
A．用波长为60nm的伦琴射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子
B．用能量为10．2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．用能量为11．0eV的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D．用能量为12．5eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
7、氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为入2的光子．若入1>入2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将______光子，光子的波长为_______。
8、太赫兹辐射（1THz=1012Hz）是指频率从到10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域，所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实。
已知普朗克常数h=×10－34J·s，关于的T射线，下列说法中错误的是
A．它在真空中的速度为×108m/s B．它是某种原子核衰变时产生的
C．它的波长比可见光长 D．它的光子的能量约为×10－21J
9、氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为
的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率为
的光子，若
，则当它从能级B跃迁到能级C时，将
A．放出频率为
的光子 B．放出频率为
的光子
C．吸收频率为
的光子 D．吸收频率为
的光子
10、日光灯中有一个启动器，其中的玻璃泡中装有氖气。
启动时，玻璃泡中的氖气会发出红光，这是由于氖原子的
A．自由电子周期性运动而产生的
B．外层电子受激发而产生的
C．内层电子受激发而产生的
D．原子核受激发而产生的
11、已知氦离子He+能级En与量子数n的关系和氢原子能级公式类似，处于基态的氦离子He+的电离能为E＝。
为使处于基态的氦离子He+处于激发态，入射光子所需的最小能量为
A．．．．
12、如图所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．
（1）请简述自动控制的原理．
（2）如果工厂生产的是厚度为1mm的铝板，在
三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用，为什么?
13、
1.下列说法错误的是 （ ）
A．原子核分裂成核子时会放出核能
B．α粒子散射实验使人们认识到原子核本身有复杂的结构
C．根据玻尔的原子理论，在氢原子中，量子数n越大，原子能级的能量也越大
D．氡222衰变成钋218，半衰期为天，因此200个氡222原子核经过天后剩下90个
2. 一群处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可能发射的谱线为（）
A．3条B．4条C．5条D．6条
3.已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为rl，此时氢原子的能量为E1，当核外电子在第n条可能轨道上时，有（）
A．其轨道半径为rn=n2r1
B．氢原子的能量为En=E1/n2，由此可见n越大，能量越小
C．氢原子在不同能量状态之间跃迁时，总能辐射出一定波长的光子
D．氢原子由能量状态En跃迁到能量状态En-1时，其辐射光子的波长为
4. 某放射性元素，在15h内衰变了全部原子核的7/8，则其半衰期为（）
A．10hB．．5hD．3h
5.
（钍）经过一系列α和β衰变，变成
（铅），下列说法正确的是（）
A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子
C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变
6．卢瑟福提出原子的核式结构学说的依据是用α粒子轰击金铂，实验中发现α粒子（）
A．全部穿过或发生很小偏转
B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回
C．全部发生很大偏转
D．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过
7．在极短的距离上，核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核，下述说法中正确的是（）
A．氘核的能量大于一个质子和一个中子能量之和
B．氘核的能量等于一个质子和一个中子能量之和
C．氘核的能量小于一个质子和一个中子能量之和
D．氘核若分裂为一个质子和一个中子时，一定要放出能量
8．关于质能方程，下列说法正确的是（）
A．人质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量
B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值
C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系
D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的
9．当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生γ光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是（）
A．核子结合成原子核时，要放出一定的能量
B．原子核分裂成核子时，要放出一定的能量
C．γ光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和
D．γ光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和
10．．原子核A经β衰变（一次）变成原子核B，原子核B再经α衰变（一次）变成原子核C，则下列说法中哪些说法是正确的?
（）
A．核A的中子数减核C的中子数等于2
B．核A的质子数减核C的质子数等于5
C．原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1
D．核C的质子数比核A的质子数少1
11．氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是（）
A．原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大
B．原子放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少，原子的能量减少
C．原子吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大，原子的能量增大
D．原子放出光子，电子的动能增加，原子的电势能减少，原子的能量减少
12．氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么，当氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出（）
A．X射线B．红光C．黄光D．紫光
13．氢原子第一能级是，第二能级是．如果一个处于基态的氢原子受到一个能量为11eV的光子的照射，则这个氢原子（）
A．吸收这个光子，跃迁到第二能级，放出多余的能量
B．吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍高的状态
C．吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍低的状态
D．不吸收这个光子
参考答案
7.辐射
12.
（1）放射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，将这种变化转变的电信号输入到相应的装置，自动地控制图中右侧的两个轮间的距离，达到自动控制铝板厚度的目的．
（2）
射线起主要作用，因为
射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1mm的铝板；
射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板．当铝板厚度发生变化时，透过铝板的
射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反应。
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