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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型83 原子核式结构和能级模型
最新高考题
1. （2023学业水平等级考试上海卷）关于α粒子散射实验，下列说法正确的是
A. 实验必须在真空中进行
B. 荧光屏的作用是为了阻挡α粒子
C. 实验用显微镜必须正对放射源
D. 证明了原子核内有质子存在
2. （2023高考山东高中学业水平等级考试）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的
冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为
某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν 的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ，
0
然后自发辐射出频率为ν 的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟
1
跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν 的光子回到基态。该
3
原子钟产生的钟激光的频率ν 为（ ）
2
A. B.
C. D.
3. （2023高考选择性考试辽宁卷）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级
劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照
射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为E，则（ ）
kA. ①和③的能量相等
B. ②的频率大于④的频率
C. 用②照射该金属一定能发生光电效应
D. 用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于E
k
4. （2023高考湖北卷）2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发
射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6nm的氢原子谱线（对应
的光子能量为10.2eV）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子
（ ）
A. 和 能级之间的跃迁 B. 和 能级之间的跃迁
C. 和 能级之间的跃迁 D. 和 能级之间的跃迁
最新模拟题
1. （2024江西红色十校9月联考）氢原子的能级图如图所示，用动能均为12.3eV的电子
束射向一群处于基态的氢原子，氢原子被电子碰撞后激发跃迁到较高能级，处于高能级的
氢原子向低能级跃迁时辐射出几种不同频率的光，其中只有两种频率的光能使某金属发生
光电效应，一种光恰好能使该金属发生光电效应，则另一种光使该金属发生光电效应时的
光电子最大初动能为（ ）A. 0.66eV B. 1.89eV C. 2.55eV D. 2.86eV
2. （2024湖北重点高中10月联考）物理学发展史上很多科学家作出了不可磨灭的贡献。
下列有关说法正确的是（ ）
A. 光电效应与康普顿效应不能证明光具有粒子性
B. 为了解释黑体辐射实验规律，普朗克最先提出能量子概念
C. 完成α粒子散射实验后，卢瑟福提出了原子的能级结构
D. 太阳光谱是吸收光谱，是因为太阳内部发出白光时缺少某些频率的光子
3．(2024江苏盐城期初摸底质检)氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。
如图所示，这4条特征谱线（记作H 、H 、H 和H）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6
α β γ δ
能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分
布，刻度值从左至右增大）（ ）
A． B．
C． D．4. （2023年7月河南洛阳创新发展联盟期末）下列四幅图涉及不同的物理知识，下
列相关说法正确的是
A.图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子
B.图乙：3为α射线，它的电离能力很强，可用于消除静电
C.图丙：处于基态的氢原子可吸收能量为 11.2 eV的光子发生跃迁
D.图丁：汤姆孙通过电子的发现，揭示了原子还可以再分
5. （2023年7月河南洛阳创新发展联盟期末）巴耳末系是指大量氢原子由
高能级向 n=2能级跃迁时发出的光谱线。现有大量处于 n=5能级的氢原子
向低能级跃迁时，发出的光中巴耳末系的谱线数与全部的谱线数之比为
4
A. B.
15
3 2 3
C. D.
10 5 5
6. （2023年7月河南洛阳创新发展联盟期末）氢原子的能级图如图所示，
当大量处于n=4 的激发态的氢原子向低能级跃迁过程中，可能产生几种不
同频率的光，用这些不同频率的光照射逸出功为 3.2 eV的金属钙，下列说
法正确的是A.有三种频率的光能使金属钙发生光电效应
B.有四种频率的光能使金属钙发生光电效应
C.从金属钙表面逸出的光电子的最大初动能为 9.55 eV
D.从金属钙表面逸出的光电子的最大初动能为 12.75 eV
7. （2023山东泰安高二期末）有关下列四幅图涉及的物理知识，以下说法正确的是
（ ）
A. 图甲：阴极射线管的K极发射的射线是电磁波
B. 图乙：研究黑体辐射发现随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
的
C. 图丙：处于n=3能级 1个氢原子自发跃迁，能辐射出3种频率的光
D. 图丁：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量
。
8. （2023山东泰安高二期末）如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图H 、H 、
α β
H、H，是其中的四条光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为n=3、4、5，6的能
γ δ
级向量子数为n=2的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在400nm~700nm之间，下
列说法正确的是（ ）A. 四条光谱线中，H 谱线对应的光子动量最大
α
B. H 谱线对应的光，照射逸出功为2.65eV的金属，可使该金属发生光电效应
β
C. H 谱线对应的光，照射逸出功为2.75eV的金属，可使该金属发生光电效应
γ
D. H 谱线对应的光是可见光中的红光
δ
9.. . (2023北京海淀二模)氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图
所示，这4条特征谱线（记作H 、H 、H 和H）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级
α β γ δ
向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，
刻度值从左至右增大）（ ）
A. B.
C. D.
10. （2023重庆信息联考卷3）如图所示是激光产生的原理示意图，当外来光子的能量等
于原子相应的能级差时，就会把原子从低能态激发到高能态，处在激发态的原子会自发跃迁到低能态，同时发出光辐射，1916年，爱因斯坦在研究光辐射与原子相互作用时发现，
除了上述两种过程之外，还存在第三种过程——受激辐射跃迁，即在外来光子的作用下，
处在高能态的原子向低能态跃迁，并同时辐射出能量相同的光子，发出的光就是激光。已
知普朗克常量为h，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A. 原子吸收外来光子，从低能态激发到高能态的过程叫自发辐射跃迁
B. 处于激发态的原子自发跃迁到低能态的过程叫受激吸收跃迁
C. 受激辐射跃迁与受激吸收跃迁的区别是，一个是吸收光子从高能态跃迁到低能态，一个
是吸收光子从低能态跃迁到高能态
的
D. 若某束激光 动量为p，则光子的能量为
11.（2023河北师大附中质检） 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 能级的氢原子向 能级跃迁时辐射出可见光a，处
于 能级的氢原子向 能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是（ ）
的
A. a光 波长比b光的波长短
B. 辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大C. 一个处于 能级的氢原子自发跃迁最多可释放3种频率的光
D. 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
12. （2023辽宁省辽西联考） 红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新
冠疫情防控中发挥了重要作用。红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其
转变成电信号。图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图，已知普朗克常
量 ，光在真空中的速度 ， ，下列说
法正确的是（ ）
A. 红外线光子能量的最大值约为
B. 氢原子从 能级向 能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉
C. 大量氢原子从 能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕捉到2种频率的光子
D. 大量处于 激发态的氢原子吸收能量为 的光子后，辐射出的光子可能被红
外测温仪捕捉
13.（2023湖南三湘创新发展联考）氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，
其中帕邢系的公式为 ， 。电磁波谱如
图所示，其中可见光的波长范围是400nm~760nm，帕邢系中，氢原子可以发出（ ）A. 可见光 B. 红外线
C. 紫外线 D. X射线
14. （2023江苏南京市中华中学一模）如图甲、乙、丙、丁涉及到不同的原子物理知识，
其中说法错误的是（ ）
A. 图甲说明少量电子的运动表现为粒子性，大量电子的运动表现为波动性
B. 图乙的 粒子散射实验中，当显微镜放在D位置时，荧光屏上仍能观察到闪光
C. 图丙中若通过碰撞的方式将氢原子从基态激发到第二能级，入射粒子的动能必须刚好等
于10.2eV
D. 图丁中轧制钢板时需要动态监测钢板的厚度，选用的射线不可能是 射线
15. （2023湖北新高考联盟高三起点联考）在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都
在不停地向周围空间发出红外线辐射能量。物体的红外线辐射能量的大小及其按波长的分
布特点与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外线能量的
测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外测温仪（只捕捉红外线光子）所依据的
客观基础。如图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使
氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于基态的氢原子提供的能量为（
）A. 10.20eV B. 12.09eV
C. 2.55eV D. 12.75eV
