文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
第76 讲 波粒二象性 物质波 原子结构与玻尔理论
1．（2025·北京·高考真题）自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，
它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子
和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮
灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（
）
A．已知氢原子的基态能量为
，则反氢原子的基态能量也为
B．一个中子可以转化为一个质子和一个正电子
C．一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子
D．反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量
2．（2025·重庆·高考真题）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝
某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E 的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减
小，动量变为P。普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．光子的波长为
B．该原子吸收光子后质量减少了
C．该原子吸收光子后德布罗意波长为
D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
3．（2025·甘肃·高考真题）利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。
离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如图所示。用电子碰撞
离子使其从基态
激发到可能的激发态，若所用电子的能量为
，则
离子辐射的光谱中，波长最长的
谱线对应的跃迁为（ ）
真题演练
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．
能级
B．
能级
C．
能级
D．
能级
4．（2024·重庆·高考真题）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实
现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3 和n = 4 能级向n = 2 能级
跃迁产生的谱线（如图），则（ ）
A．Hα的波长比Hβ的小
B．Hα的频率比Hβ的小
C．Hβ对应的光子能量为3.4eV
D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态
5．（2024·浙江·高考真题）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3 能级的原子向
低能级跃迁，会产生三种频率为
、
、
的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗
克常量为h，光速为c。正确的是（ ）
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．频率为
的光，其动量为
B．频率为
和
的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能
之差为
C．频率为
和
的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L 的干涉装置，产
生的干涉条纹间距之差为
。
D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率
6．（2025·山东·三模）光子能量处在
范围内的光为可见光。氢原子的能级图
如图所示，现有大量处于
能级的氢原子，这些氢原子向低能级跃迁可辐射出可见光光子
的种类最多为（ ）
A．1 种
B．2 种
C．3 种
D．6 种
7．（2025·湖北十堰·模拟预测）如图所示为氢原子能级的示意图。现有大量处于
能级
的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于
，金属钠的逸出
功为
。下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从
能级跃迁到基态辐射出的光波长最长
B．氢原子从
能级跃迁到
能级辐射出的光属于紫外线
模拟冲关
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
C．氢原子从
能级跃迁到
能级辐射出的光照射金属钠时能发生光电效应
D．氢原子从
能级跃迁到
能级辐射出的光照射处于
能级的氢原子，可使其
发生电离
8．（2025·甘肃平凉·模拟预测）用激光照射基态氢原子，使氢原子处于激发态，激发态氢原
子跃迁产生6 种谱线，用6 种谱线分别照射某金属材料，只有三种谱线能使金属发生光电效
应，对应光电子最大初动能之比的最大比值为2，已知氢原子基态能量为
；下
列说法正确的是（ ）
A．激光能量为12.09
B．金属逸出功为7.65
C．所有光电子的最大初动能为2.55
D．光电管的遏止电压最大值为10.2V
9．（2025 高三下·河北·学业考试）氢原子能级图如图所示，大量处于n＝4 能级的氢原子向
低能级跃迁时，辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属P 发生光电效应，则下列
说法正确的是（ ）
A．金属P 的逸出功一定大于10.2eV
B．辐射出的光子一共有5 种频率
C．辐射出的光子中，从n＝4 能级跃迁到n＝3 能级对应的波长最短
D．氢原子从高能级跃迁到低能级后，氢原子的能量增大
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
10．（2025·辽宁·模拟预测）用光照射金属钠时逸出的光电子的最大初动能
随入射光频率
变化的图像如图（a）所示，氢原子的能级图如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．金属钠的极限频率为
B．金属钠的逸出功约为2.29eV
C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．若用氢原子从
能级跃迁到
能级时辐射的光照射金属钠，将有光电子逸出
11．（2025·河北·模拟预测）与天然的粒子类似，人造的量子比特通常也由不同的能级组成，
其中能量较低的能级为基态，能量较高的能级为激发态。已知某量子比特的两个能级能量分
别为E1和E2（E2>E1），其能级差为
。若用微波光子激发该量子比特从E1跃迁
至E2，普朗克常量为h。关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．微波光子的频率必须严格等于
B．微波光子的频率只需略大于
C．量子比特跃迁时会释放能量为
的光子
D．能级差
越大，所需微波光子的波长越长
12．（2025·辽宁沈阳·三模）巴耳末系在可见光区的四条谱线及相应的氢原子能级图分别如
图和图
所示。谱线
、
、
和
按波长依次排列，其中
是红光谱线，则下列说
法正确的是（ ）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．原子内部电子的运动是原子发光的原因
B．
对应的光子能量比
对应的光子能量大
C．
可能是氢原子从
能级向
能级跃迁时产生的
D．处于
能级的氢原子能吸收2eV 的光子，跃迁到
能级
13．（2025·四川·模拟预测）飞秒激光是一种具有超短脉冲持续时间的激光技术，可用于近
视手术。某飞秒激光器可产生波长
约为10-6m 的近红外激光，单脉冲能量
约为
。普朗克常量
，光速
，
，
如图为氢原子能级图。下列说法正确的是（ ）
A．激光器发出的单个光子能量为
B．一次单脉冲过程发出的激光光子数为
C．该激光能使逸出功小于脉冲能量
的所有金属发生光电效应
D．该激光能使处于基态的氢原子发生跃迁
14．（2025·湖南·一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．图甲中铀238 的半衰期是45 亿年，经过45 亿年，10 个铀238 必定有5 个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从n=4 的能级向基态跃迁时，最多可以放出6 种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的
关系图，则a 光频率最高
15．（2025·北京海淀·二模）对于静止的自由原子，当其从高能级向低能级跃迁发射光子时，
原子会因反冲而获得一定的能量，该能量远小于原子两能级之差，所以可认为光子的能量等
于两能级之差。对于静止的自由原子核，当其从高能级向低能级跃迁发出高能
射线时，原
子核也会因反冲而获得一定的能量。通常情况下，与
射线的能量相比，原子核因反冲而获
得的能量不可忽略。若将放射源和吸收源进行冷却，部分原子核被严格束缚在晶体的晶格位
置，这些原子核在发射或吸收
射线时，反冲可以被完全抑制。根据以上信息，对于两能级
差仅为E 的原子核，下列说法错误的是（ ）
A．自由原子核在发射或吸收
射线的过程中，原子核和
射线组成的系统动量守恒
B．单个静止的自由原子核发射的
射线的能量一定小于E
C．单个静止的自由原子核吸收的
射线的能量一定大于E
D．单个被严格束缚在晶格位置的原子核吸收的
射线的能量小于E
16．（2025·贵州遵义·模拟预测）郭守敬望远镜是我国建造的全球最大光谱巡天望远镜，通
过观测并获取了氢原子光谱中巴耳末系的谱线信息。已知巴耳末系中的四条谱线
的波长依次减小，则这四条谱线所对应的单个光子能量最高的是（ ）
A．
B．
C．
D．
17．（2025·山东聊城·二模）不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的
应用。a、b 两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．若a、b 两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源，a 光产生的条纹间距较大
B．若a、b 两光都是由氢原子能级跃迁产生的，产生a 对应的能级差更大
C．若a、b 两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，b 光的遏止电压更大
D．若a、b 两光照射同一个狭缝，b 光的衍射现象更明显
18．（2025·浙江嘉兴·三模）如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙纵坐标为实验中AK 间
的电压U（A 电势高于K 为正），横坐标为入射光的频率ν，图乙中BC 为平行于U 轴的直线，
CD 是一条斜率绝对值为k 的直线，C 点的坐标为（b，0），图中阴影部分表示能产生光电流
的区域。现有大量氢原子处于某激发态，在向低能级跃迁时只能放出1 种可见光，且该可见
光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应，已知氢原子各能级关系为
，其中E1
为基态能级值，量子数n=1，2，3……，电子电量为e，光速为c，则（ ）
A．直线CD 是滑片P 在aO 之间滑动所收集的数据绘制而成
B．斜率绝对值k 等于普朗克常量数值
C．能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为
D．根据实验结果，氢原子基态的能级值为
19．（2025·江苏盐城·二模）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．甲图为核反应堆示意图，将镉棒插入深一些，能使链式反应速度增大
B．乙图为卢瑟福通过分析
粒子散射实验结果，推断出原子核内部还有复杂的结构
C．丙图中人体体温越高，红外测温枪接受到最强辐射波长越短
D．丁图中工业上利用放射性同位素产生的
射线来对钢板的厚度进行自动控制
20．（2025·江西南昌·一模）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图，卢瑟福通过
粒子散射实验，发现了质子
B．乙图，氢原子的能级结构图，大量处于
能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6
种不同频率的光子
C．丙图，康普顿效应说明光子具有波动性
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行，称为链式反应，其中核裂变反
应方程为
21．（2025·湖南郴州·模拟预测）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得了正确的科
学认知，进而推动了物理学的发展。下列说法符合事实的是（ ）
A．洛伦兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用
粒子轰击
，获得反冲核
，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子核有复杂结构
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
22．（2025·云南昆明·三模）原子钟是电子在两个基态超精细能级之间跃迁实现精密计时的，
如图所示为氢原子基态的磁超精细分裂能级图。已知能级A1、A2的能级差约为A、B 能级差
的一半，电子从能级A 跃迁到能级B 时产生光子a，从能级A1跃迁到能级A2时产生光子b。
在真空中（ ）
A．b 的波长约为a 波长的2 倍
B．b 的动量约为a 动量的2 倍
C．b 的频率约为a 频率的2 倍
D．a 光子的传播速度比b 光子的大
23．（2025·北京海淀·一模）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长。该同学调整好实
验装置后，分别用图所示的氢原子在可见光区的四条谱线中的Hβ和Hγ两条谱线的光照射双
缝。已知氢原子四条谱线的波长
满足
，其中
对应
Hα，
为常量）。在干涉图样中，条纹间距较小的是谱线 所对应的光形成的。（选填
“Hβ”或
“Hγ”）
24．（2025·山东·模拟预测）氢原子是宇宙中最早、最丰富的原子，约占宇宙中可见物质的
75%。氢原子核由一个质子构成，1919 年卢瑟福用
粒子轰击氮核时率先发现了质子。氢原
子的能级示意图如图所示，
粒子可通过核反应
获得。已知
的半
衰期为4 天，根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．100 个氡原子核（
）经8 天后还剩25 个
B．能量为13.1eV 的单色光照射处于基态的氢原子时可以使氢原子发生跃迁
C．能量为13.1eV 的电子撞击处于基态的氢原子时可以使氢原子发生跃迁
D．一个处于第4 能级的氢原子向低能级跃迁时最多可发出6 种不同颜色的光
25．（2025·全国·二模）科学家在研究稀薄气体放电时发现，阴极发出的射线能使玻璃管壁
发出荧光。如图所示，这种射线的本质是（ ）
A．电子
B．γ 射线
C．中子
D．质子
26．（2025·河南·三模）图甲是希腊字母前九个字母的排序，图乙是氢原子能级图。莱曼系
是物理学上氢原子的电子从主量子数
跃迁至
的一系列光谱线，这些系列以希腊字
母依序标示，如
跃迁至
称为莱曼-α，
跃迁至
称为莱曼-β，依次论推，若
某光谱线对应的能量为13.06eV，此光谱线称为（ ）
A．莱曼–β
B．莱曼–γ
C．莱曼–δ
D．莱曼-ε
27．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）图甲中给出了氢原子光谱中四种可见光谱线对应的波长，
氢原子能级图如图乙所示。则下列说法中正确的是（ ）
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．
谱线对应光子的能量大于
谱线对应光子的能量
B．可见光
是由处于
的激发态氢原子向低能级跃迁的过程中产生的
C．
谱线对应可见光只能使处于
能级的氢原子向高能级跃迁并且还达不到电离状
态
D．若
谱线对应可见光可使某种金属发生光电效应，则
谱线对应可见光也一定可使
该金属发生光电效应
28．（2025·河北唐山·二模）1885 年，瑞士科学家巴尔末对氢原子可见光区的Hα、Hβ、Hγ、
Hδ线作了分析，如图所示，发现了巴尔末公式。这4 条谱线是氢原子的核外电子从量子数分
别为n=3，4，5，
的能级向量子数为2 的能级跃迁时发出的，下面四副图中谱线标识正确
的是（ ）
A．
B．
C．
D．
29．（2025·云南·三模）大量处于
能级的氢原子发生跃迁如图所示，对其辐射出的光，
下列说法正确的是（ ）
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．氢原子的发射光谱为连续光谱
B．若
、
光分别作为同一双缝干涉装置的光源，
光的干涉条纹间距小
C．
、
光的光子频率之和大于
光的光子频率
D．
光照射到逸出功为2.25eV 的金属钾上时，逸出的光电子的最大初动能为10.5eV
30．（2025·河北·模拟预测）1885 年，巴尔末研究了氢原子在可见光区的四条谱线，即图中
Hα、Hβ、Hγ、Hδ（已知Hδ为紫光，Hα为红光），巴尔末发现四条谱线波长满足
（
，
，
，
）式中
叫作里德伯常数。根据上述信息可知，Hβ和
Hγ对应波长之比
为（ ）
A．
B．
C．
D．
13
