近代物理期末模拟考试试卷1
一．选择题(共10题, 共有28分 )
1.碱金属原子能级的双重结构是由于下面的原因产生:
A. 相对论效应; B. 原子实极化;
C. 价电子的轨道贯穿; D. 价电子自旋与轨道角动量相互作用。
2.当氦离子至少处于如下温度时，其巴耳末系才会在吸收谱中有相当的份量（当T=300K时，kBT?1/40eV）
A. 103K； B. 105K； C. 107K； D. 109K 。
3.对Cu（Z=29）原子，失去一个K壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量差不多大多少倍？
A. 100,000； B. 100； C. 1000； D. 10,000。
4.某原子的两个等效d电子组成原子态1G4、1D2、1S0、3F4, 3, 2和3P2, 1, 0，则该原子基态为： A. 1S0； B. 1G4; C. 3F2； D. 3F4 。 5.由状态2p3p 3P到2s2p 3P的辐射跃迁： A. 可产生9条谱线； B. 可产生7条谱线； C. 可产生6条谱线； D. 不能发生。
6.某原子中三个未满支壳层的电子分别处于s、p、d 态，则该原子可能有的原子态数应是： A. 7； B. 8； C. 17； D. 18。
7.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. 2条; B. 3条; C. 5条; D. 不分裂。
8.卢瑟福由?粒子散射实验得出原子核式结构模型时，所依据的理论基础是： A. 普朗克能量子假设; B. 爱因斯坦的光量子假设; C. 狭义相对论; D. 经典理论。 9.原子中轨道磁矩?L和轨道角动量L的关系应为 :
eeeeL; B. ?L?L; C. ?L??L; D. ?L??L.。 A. ?L?meme2me2me 10.盖革和马斯登使能量为5MeV的?粒子束垂直射至厚度为1?m的金箔（Z=79），已知金箔的
数密度为5.9?1022cm-3,他们测得散射角大于90°的概率为： A. 10-2; B. 10-4; C. 10-6; D. 10-10。
二．填空题(共8题, 共有30分 )
1.提出电子自旋概念的主要实验事实是-----------------------------------------------------------------------------和_________________________________-。
~，则此磁 2.已知He原子1P1?1S0跃迁的光谱线在磁场中分裂为三条光谱线。若其波数间距为?v~?0.467cm?1，则B= 特斯拉。 场的磁感应强度B= 。今测得?v 3.二次电离的碳离子（C++）按其能级和光谱的特点，应属于类 离子；其基态原子态是_______________；由2s3p3P2,1,0态向2s3s3S1态跃迁可产生 条光谱线。
4.在正电子与负电子形成的电子偶素中，正电子与负电子绕它们共同的质心的运动，在n = 2的状态， 电子绕质心的轨道半径等于 nm。
5.按照电子的壳层结构， 原子中 相同的电子构成一个壳层； 同一壳层中 相同的电子构成一个支壳层。第一、三、五壳层分别用字母表示应依次是 、 、 。 6.钾原子的电离电势是4.34V，其主线系最短波长为 nm。
7.分子物理中把电子相对于原子核的运动以及 之间的相对运动分别加以讨论，这种方法叫 近似。
~作________分布，附加波数v~和_____________波 8.斯托克斯线和反斯托克斯线总是对原谱线v0i
数无关，只与_____________性质有关。
1
三．计算题(共4题, 共有42分 )
2.钙原子（Z=20）基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到5s态（中间有3d和4p态），当它由4s5s组态向低能态直至基态跃迁时，可产生哪些光谱跃迁？画出能级跃迁图（钙原子能级属LS耦合，三重态为正常次序）。
4.毕克林系是在星球的He+光谱中发现的。它是当He+中的电子从较高能级跃迁到n = 4能级发射的。(1) 列出属于这一线系的谱线的波长的准确公式；(2) 求线系限的波长；(3) 这个线系在光谱的哪个区域？(4) 若He+处于基态，求电离能。（计算时取RHehc = 13.60eV）
答案
一． 1.D 2.B 3.C 4.C 5.C 6.C 7.A 8.D 9.C 10.B
二．1.碱金属光谱的精细结构；斯特恩-盖拉赫实验.。 （各1.5分）
hc~4?mc~?v (3分)； 1.00 (2分) 。 2.?v或?Be 3.氦；1S0（或2s2s1S0）；3。（每空1分）
4.0.212
5.（主量子数）n (1分)；{ 角量子数（或轨道量子数）}l (1分)；K；M；O (各1分) 。 6.2.86?102
7.原子核； 玻恩—奥本海默。 1S4s5s30S18.对称；入射光谱线；散射物。
1三2.解:： P1 24s4p3可能的原子态： (4分) 1P 01
4s4s： S0 ； 1D213
4s3d：D2 、D3,2,1 ； 34s3d313D 24s4p：P1 、 P2,1,0； 14s5s： 1S0 、 3S1 。 能级跃迁图： (6分） 14s4sS0
14.解:：(1) = RHeZ2(1/42-1/n2) , n = 5,6,7, ... Z = 2
?1 ? = 4RHe(1/42-1/n2) , n = 5,6,7, ... (2分)
?1 = 4RHe/42 , ?? = 4hc/(RHehc) = 4?1240/13.60 = 364.7nm (3分) ??hc1240??10131.nm (3) ?max?1144RHehc[2?2]?41360.?(?)162545 (2)
属近红外到可见光区。 (4分)
(4) E? = |E1| = RHehcZ2 = 13.60?22 = 54.4eV (3分)
常数表
普朗克常数 h = 6.626 ?10-34J?s = 4.136?10-15eV?s 里德堡常数 R? = 1.097?107m-1 基本电荷 e = 1.602 ? 10-19C 阿伏伽德罗常数 NA = 6.022?1023mol-1
复合常数 hc = 1240eV?nm 玻耳兹曼常数 k = 1.380?10-23J?K-1 = 8.617?10-5eV?K-1 电子质量 me = 9.11?10-31kg = 0.511Mev/c2 质子质量 mp = 1.67?10-27kg = 938MeV/c2
质子质量 mp = 1.67?10-27kg = 938MeV/c2 玻尔磁子 ?B = 9.274?10-24J?T-1 = 5.788?10-5eV?T-1 玻尔半径 a0 = 0.529?10-10m 原子质量单位 u = 1.66?10-27kg = 931MeV/c2 复合常数
e24??0 = 1.44eV?nm
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近代物理期末模拟考试试卷2
一．选择题(共10题, 共有30分,每题为3分 )
1.原始的斯特恩-盖拉赫实验是想证明轨道角动量空间取向量子化, 后来结果证明的是: A. 轨道角动量空间取向量子化; B. 自旋角动量空间取向量子化;
C. 轨道和自旋角动量空间取向量子化; D. 角动量空间取向量子化不成立。
A?44 2.在ZX?AZ?2Y?2He衰变过程中，衰变能Ed与?粒子动能E?的关系是：
AA?4 A．Ed?E?(); B. Ed?E?();
A?4AZ?2A C. Ed?E?(); D. Ed?E?()。
AZ?2~的单色光去照射透明物体，并在与入射方向成直角的方向上观察散射光，发现散射 3.用波数为v0
~之外，还有v~?v~的新波数出现，其中v~与： 光中除了原来的波数v00ii
A. 入射光波数的一次方有关； B. 入射光波数的平方有关； C. 散射物性质有关； D. 散射物性质无关。
4.利用莫塞莱定律，试求波长0.1935nm的K?线是属于哪种元素所产生的？
A. Al（Z=13）； B. Fe（Z=26）； C. Ni（Z=28）； D. Zn（Z=30）。
5.我们说可以用描写碱金属原子中价电子的量子数n,l,j来描写伦琴线光谱对应的状态，确切地说
应该是描写：
A. 内壳层具有空位的状态； B. 内壳层某个电子的状态； C. 最外壳层价电子的状态； D. K壳层电子的状态。 6.原子K壳层的半径与其原子序数Z之间的大致关系为： A. 与Z成正比； B. 与Z成反比； C. 与Z2成正比； D. 与Z2成反比。
7.某原子处在B = 0.8特斯拉的磁场中，当微波发生器的频率调到1.68×1010Hz时，观察到顺磁共振。该原子此时所处状态的朗德因子值为：
A. 3/2； B. 2； C. 1； D. 4/5。
8.在(p , n)型核反应中, 若中间核为157N, 则此反应中的靶核与生成核分别为:
A.
1013
5B和6C; +
B.
146C和147N; C. 146C和105B; D. 13146C和7N。
9.He中的电子由某个轨道跃迁到另一轨道，相应物理量可能发生的变化如下： A. 总能量增加，动能增加，加速度增加，线速度增加； B. 总能量增加，动能减少，加速度增加，线速度减少； C. 总能量减少，动能增加，加速度增加，线速度增加； D. 总能量减少，动能增加，加速度减少，线速度减少。 10.密立根是通过以下方法来测定电子电荷的： A. 测量电子束在电场和磁场中的偏转;
B. 利用威尔逊云室,测定过饱和蒸汽雾滴的数目和总电量;
C. 测量极小带电油滴在重力、空气浮力和阻力以及已知电场作用下运动时的收尾速率; D. 采用电解方法测量电解一定量物质所需要的电量。 二．填空题(共8题, 共有32分 )
1.处于基态42S1/2的钾原子在B=0.500T的弱磁场中，可分裂为 个能级，相邻能级间隔为 （三位有效数字）。
2.原子有效磁矩与原子总磁矩的关系是__________________________________。
3
3.泡利不相容原理可表述为：________ ____________ ______ __ _____它只对________子适用，而对____________子不适用。
4.氦原子的激发态常常是其中的一个电子被激发，另一个电子仍留在1s态，这种情况下，电偶极跃迁的选择定则可简化为?L? ，?J? 。
5.锂原子（Z=3）基线系（柏格曼系）的第一条谱线的光子能量约为 eV（仅需两位有效数字）。
6.同核双原子分子一般是 分子，异核双原子分子一般是 分子。 7.无反冲的?射线共振吸收是 首先发现的，所以称为 效应。
8.氯化钠组成立方晶体，钠和氯离子沿x,y,z三个轴交错占据位置，已知钠和氯的原子量分别为22.99和35.46,氯化钠的密度为2.2?103kg.·m-3,则相邻离子的间隔为： 为_______________。
三．计算题(共4题, 共有38分 )
2.锌原子基态的电子组态是4s4s，若其中一个电子被激发到 (1) 5s， (2) 4p态时，求LS耦合下它们所形成的原子态，画出相应的能级图（三重态为正常次序）及可能的光谱跃迁。
4.为了将一次电离的氦离子激发到第二激发态，用一快速电子与氦离子相碰撞，试求电子的最小速度（设氦离子原先静止并处于基态）。
答案一．选择题(共10题, 共有30分,每题为3分 )
1.C 2 .A 3.C 4.B 5.A 6.B 7.A 8.B 9.C 10.C 二．填空题(共8题, 共有32分 )
1.2 ； 0.927?10-23J或5.79?10-5eV 。
2.原子的有效磁矩是原子的总磁矩在总角动量方向上的投影。
3.在同一原子中不能有两个或两个以上的电子处于同一状态（或：在同一原子中不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的n,l,ml,ms四个量子数）；费米 玻色。
4.?1（1分）；0，?1（0?0除外）。 5. 0.66 6.非极性；极性。（每空1.5分）
7.穆斯堡尔 (1.5分)； 穆斯堡尔效应 8.2.8?10-10米。 三2.解:：
1可能的原子态： (4分) S4s5s30 1S14s4s： S0 ；
4s3d：1D2 、3D3,2,1 ； 1P113
4s4p34s4p：P1 、 P2,1,0； P321 3P14s5s： S0 、S1 。 3P0能级跃迁图： (6分）
1 S0 4s4s
4.解:：
?E= RHehcZ2[1/12 ? 1/32] = 13.6?4?8/9 = 48.36eV (3分)
1当Ek??E时, 其中Ek = meV2, 能使He+激发到第二激发态 (2分)
2 Vmin = (2?E/me) 1/2 = (2?48.36/(0.511?106)) 1/2?3?108 = 4.13?106m?s-1 (3分)
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近代物理期末模拟考试试卷3
一．选择题(共11题, 共有30分 )
1.碱金属原子形成精细结构光谱的选择定则为 ?l??1; ?j?0,?1 , 对于氢原子形成精细结构
光谱的选择定则与上述选择定则
A. 不同; B. 相同;
C. ?l相同, ?j不同; D. ?l不同, ?j相同。
2.对Cu（Z=29）原子，失去一个K壳层电子的原子能量比失去一个价电子的原子能量差不多大多少倍？
A. 100,000； B. 100； C. 1000； D. 10,000。
3.用电压V加速的高速电子与金属靶碰撞而产生X射线，若电子的电量为 - e，光速为c，普朗克常量为h，则所产生的X射线的短波限为：
A. hc2/eV； B. eV/2hc； C. hc/eV； D. 2hc/eV。 4.由状态2p3p 3P到2s2p 3P的辐射跃迁： A. 可产生9条谱线； B. 可产生7条谱线； C. 可产生6条谱线； D. 不能发生。 5.下列粒子中不服从泡利不相容原理的是：
A. 质子； B. 光子； C. 中子； D. 电子。 6.在外磁场中的原子，若外磁场B可视为弱磁场，则： A. ?L 和?S先耦合成?再与B耦合; B. 由于B弱使?L与?S不能耦合成?;
C. 由于B弱,所以磁场对原子的作用总可忽略; D. ?L与?S分别同B耦合,而后形成总附加能。
7.判断处在弱磁场中的下列原子态分裂的子能级数哪个是正确的？ A. 4D3/2分裂为2个; B. 1P1分裂为3个; C. 2F5/2分裂为7个; D. 1D2分裂为4个。 8.使氢核聚变所需的温度的数量级至少为 :
A. 104K ; B. 105K ; C. 108K ; D. 1010K。 9.碱金属原子的能级与氢原子的相比较：
A. 相同n，碱金属的能级略高，随着n和l值的增加，两者差别减少； B. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和l值的增加，两者差别增加； C. 相同n，碱金属的能级略低，随着n和l值的增加，两者差别减少； D. 在不考虑精细结构时，两者能级基本上重叠。
10.一强度为I的?粒子束垂直射向一金箔，并为该金箔所散射。若?=90°对应的瞄准距离为b，则这种能量的?粒子与金核可能达到的最短距离为： A. b; B. 2b; C. 4b; D. 0.5b。
11.在进行卢瑟福理论实验验证时，发现小角度散射与理论不符，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,一次散射理论不适用。
二．填空题(共8题, 共有30分 )
1.考虑精细结构，形成锂原子第二辅线系谱线的跃迁过程用原子态符号表示应为——————————————————————————————————————————————。
2.处于2S1/2的基态钾原子，在0.40特斯拉的磁场中，若要诱导电子的自旋变换方向，则需要外加振荡电磁场的频率为 Hz。
3.静止的电子与He核结合成一个He+离子，这过程中发射的光子波长为 nm。
4.某原子基态时其电子填满了K，L壳层和3s支壳层，并在3p支壳层上填了3个电子，则其原子
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