原子物理与相对论知识点题库

如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问：

（1）在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？
（2）在沿A B方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？

关于原子核的结合能，下列说法不正确的是（）

A . 自由核子与自由核子结合成原子核时核力作正功，将放出能量，这能量就是原子核的结合能 B . 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 C . 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 D . 结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量

关于卢瑟福的α粒子散射实验以下说法中不符合事实的是（　　）

A . 是提出原子核模式结构模型的实验基础 B . 观察到大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进 C . 大多数α粒子穿过金箔后发生了超过90°的大角度偏转 D . 个别α粒子被金箔反弹回来，偏转角几乎达到180°

玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，与卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（）

A . 电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力 B . 电子只能在一些不连续的轨道上运动 C . 电子在不同轨道上运动时的能量不同 D . 电子在不同轨道上运动时的静电引力不同

氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ₁的光，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ₂的光，若λ₁＞λ₂ ，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将光子，光子的波长为．

光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率为ν₁、ν₂、ν₃、ν₄、ν₅、ν₆、ν₇、ν₈、ν₉、ν₁₀、的十种光谱线，且ν₁＜ν₂＜ν₃＜ν₄＜ν₅＜ν₆＜ν₇＜ν₈＜ν₉＜ν₁₀ ，已知朗克常量为h，则E等于（　　）

A . hν₁ B . hν₁₀ C . h（ν₁₀﹣ν₁） D . hν₃

以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+ $\text{[math]}$ Li→2y，y+ $\text{[math]}$ N→x+ $\text{[math]}$ O，y+ $\text{[math]}$ Be→z+ $\text{[math]}$ C．x、y和z是3种不同的粒子，其中z是（）

A . α粒子 B . 质子 C . 中子 D . 电子

在微观世界，我们常见的粒子有：质子、中子、α粒子、β粒子，下列对四种粒子的符号书写全都正确的是：（）

A . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$

下列说法正确的是（）

A . 人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象 B . 在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽 C . 梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波 D . 狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关 E . 火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低

下列说法中不正确的是（）

A . 紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，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不会发生改变 B . 对于一定质量的某种理想气体，当其压强和体积不变时，内能一定不变 C . 已知阿伏加德罗常数为N_A ，某气体的摩尔质量为M，密度为ρ（均为国际单位），则1个该气体分子的体积是 $\text{[math]}$ D . 在某些恒星内，3个α粒子结合成一个 $\text{[math]}$ C， $\text{[math]}$ C原子的质量是12.0000u， $\text{[math]}$ He原子核的质量是4.0026u，已知1u=931.5MeV/c² ，则此核反应中释放的核能约为7.3MeV

如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（）

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A . 最多可放出6种频率不同的光子，其中有3种属于巴耳末系 B . 放出的光子中波长最短的是n=2激发态跃迁到基态时产生的 C . 放出的光子可能使逸出功为13eV的金属发生光电效应 D . 用能量为2.55eV的光子照射处于n=2能级的氢原子，可以使它跃迁到n=4能级

下列说法中正确的有（）

A . 氡核的半衰期为3.8天、20个氡原子核经7.6天后剩下5个氡原子核 B . 由质能方程可知，物体的能量发生变化时，物体的质量也相应变化 C . 镭核发生一次α衰变时，产生的新核与原来的原子核相比，中子数减少了4 D . 钍核发生β衰变后，产生新核的比结合能大于原来钍核的比结合能

下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )

A . 天然放射性射线中的β 射线实际就是电子流，它来自原子的核外 B . 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C . 比结合能越大的原子核越容易发生衰变 D . 氡 222 经过衰变为钋 218 的半衰期为 3.8 天，一个氡 222 原子核四天后一定衰变为钋 218

用相对论的观点判断下列说法正确的是( )．

A . 时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变 B . 在地面上的人看来，以10⁸ m/s的速度运动的飞船中的时钟会变快，但是飞船中的宇航员却看到时钟可能是准确的 C . 在地面上的人看来，以10⁸ m/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些 D . 当物体运动的速度u≪c时，“时间延缓”和“长度收缩”效果可忽略不计

已知氢原子的基态能量为E₁ ，激发态能量为 $\text{[math]}$ ，其中n=2，3，4……已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是（　　）

A . 一个处于n=3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光 B . 基态氢原子中的电子吸收一频率为 $\text{[math]}$ 的光子被电离后，电子速度大小为 $\text{[math]}$ C . 氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大 D . 若原子从n=6能级向n=1能级跃迁时所产生的电磁波能使某金属发生光电效应，则原子从n=6能级向n=2能级跃迁时所产生的电磁波也一定能使该金属发生光电效应

2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并首次实现核聚变放电。科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X+Y $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ +4.9MeV和 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ +X+17.6MeV，则（　　）

A . X是电子 B . X是质子 C . Y的质子数是3，中子数是6 D . Y的质子数是3，中子数是3

某种国产核电池是利用 $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ 释放能量制成的。关于 $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ 的核反应过程，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 发生 $\text{[math]}$ 衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ B . 核反应生成的 $\text{[math]}$ 粒子具有很强的电离本领和穿透能力 C . 当温度降低时， $\text{[math]}$ 衰变的半衰期将变大 D . 核反应前后，反应物的质量之和等于生成物的质量之和

为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，处于 $\text{[math]}$ 能级的氢原子向 $\text{[math]}$ 能级跃迁时辐射出可见光a，处于 $\text{[math]}$ 能级的氢原子向 $\text{[math]}$ 能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是（）

A . a光照射逸出功为2.14eV的金属时，光电子的最大初动能为0.41eV B . a光的波长比b光的波长长 C . 辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大 D . 一个处于 $\text{[math]}$ 能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光

吸烟有害健康，香烟中含有钋210， $\text{[math]}$ 是一种很强的放射性同位素，为了探测放射线的性质，真空室中在放射源钋210的对侧放有一荧光屏，可以根据荧光屏上的打点情况来检测放射线的强弱。

（1）在放射源与荧光屏之间不加任何场时发现荧光屏的中间有闪光产生，当施加一垂直的匀强磁场时，发现荧光屏的闪光都向一侧偏移，撤去磁场在放射源与荧光屏中间放一厚纸，发现荧光屏上没有闪光产生，请你根据上面的情况分析判断是什么射线，同时写出衰变方程（新原子核用Y表示）
（2）卢瑟福当年让α粒子以初速度v₀轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子，同时产生一个氧17原子核，请写出此过程的核反应方程式？如果氧原子核速度为3v₀ ，方向与α粒子的初速度方向一致，且核反应过程中释放的能量完全转化为系统增加的动能，已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，光速为c，试计算此反应过程中的质量亏损。

一个静止的放射性原子核发生了一次 $\text{[math]}$ 衰变，放射出的 $\text{[math]}$ 粒子的质量为m。速度的大小为v。分析并计算以下三个问题：

（1）放射性原子核用 $\text{[math]}$ 表示，新核的元素符号用Y表示，写出该 $\text{[math]}$ 衰变的核反应方程；
（2）若该原子核发生衰变后的新核质量为M，求衰变后新核的速度大小；
（3）设该衰变过程释放的核能都转化为 $\text{[math]}$ 粒子和新核的动能，求衰变过程的质量亏损 $\text{[math]}$ 。

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