原子与核物理 (Atomic and Nuclear Physics)

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原子与核物理 (Atomic and Nuclear Physics) — sample Physics questions with answers

1. Question 1

   根据玻尔氢原子模型，$n=3$ 的能级跃迁至 $n=2$ 的能级时，所释放的光子能量约为多少？(已知基态能量 $E_1=-13.6exteV$)

   • A$1.51exteV$
   • B$1.89exteV$
   • C$3.40exteV$
   • D$10.2exteV$

   Answer: B. $1.89 ext{ eV}$

   根据公式 E_n = rac{E_1}{n^2}，riangle E = E_3 - E_2 = -13.6 imes (rac{1}{3^2} - rac{1}{2^2}) = 1.89 ext{ eV}。

2. Question 2

   在光电效应实验中，若入射光的频率为 $ u$，金属的逸出功为$W$，则遏止电压$V_s$ 与频率的关系式为？

   • A$V_s = rac{h u}{e} - rac{W}{e}$
   • B$V_s = rac{h u}{e} + rac{W}{e}$
   • C$V_s = rac{e u}{h} - W$
   • D$V_s = rac{h u}{W} - e$

   Answer: A. $V_s = rac{h u}{e} - rac{W}{e}$

   根据爱因斯坦光电效应方程 $E_k = h u - W = $e{V}_s$$，变形得$$V_s$ = rac{h u}{e} - rac{W}{e}$。

3. Question 3

   下列关于 $ext\alpha$ 粒子的性质，描述正确的是？

   • A$ext\alpha$ 粒子是高速电子流
   • B$ext\alpha$ 粒子的穿透能力比 $ext\gamma$ 射线强
   • C$ext\alpha$ 粒子在磁场中偏转方向与 $ext\beta$ 粒子相同
   • D$ext\alpha$ 粒子是氦原子核

   Answer: D. $ ext{α}$ 粒子是氦原子核

   $ext\alpha$ 粒子是带正电的氦原子核，电离能力强，穿透能力弱，在磁场中受洛伦兹力偏转方向与电子相反。

4. Question 4

   已知放射性元素 $X$ 的半衰期为 $4ext天$。若原有 $16extg$ 的该元素，经过 $12ext天$ 后剩余的质量为多少？

   • A$4extg$
   • B$3extg$
   • C$2extg$
   • D$1extg$

   Answer: C. $2 ext{ g}$

   经历的半衰期数 n = rac{12}{4} = 3，剩余质量 m = 16 imes (rac{1}{2})^3 = 2 ext{ g}。

5. Question 5

   核反应方程 ${}_7^{14}extN+{}_2^{4}extHeightarrow{}_8^{17}extO+X$ 中，$X$ 代表的是什么粒子？

   • A质子 ${}_1^{1}extH$
   • B中子 ${}_0^{1}extn$
   • C$ext\beta$ 粒子 ${}_{-1}^{0}exte$
   • D$ext\alpha$ 粒子 ${}_2^{4}extHe$

   Answer: A. 质子 ${}_{1}^{1} ext{H}$

   根据电荷数守恒：$7+2=8+Z$，得 $Z=1$；质量数守恒：$14+4=17+A$，得 $A=1$。故为质子。