2025年高考物理复习难题之原子结构和波粒二象性

2025年高考物理复习难题速递之原子结构和波粒二象性（2025年4月）

一.选择题（共10小题）

1.（2025•南开区一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）

n

8E/eV

-0

甯5

4-0.54

3-0.85

/炉-1.51

襄2

好

一-3.40

簿\

於

1

乙-13.6

甲丙

A.图甲中铀238核发生a裳变后的产物社234核比铀238核少四个中子

B.图乙中气核和晁核聚变成氧核并放出一个中子，核反应前后质量守恒

C.图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可放出3种不同频率的光

D.图丁为光电效应实验中用不同光照射某金属得到的I-U图，则a光频率最高

2.（2025•平谷区模拟）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Ha波段光谱

成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区

的四条谱线，分别为Ha、Hp、Hy、H6,如图所示。下列说法正确的是（）

Z/eV

0

-0.54

-0.85

-1.51

-3.4

1----------------------------13.6

A.Ha光的波长小于He光的波长

B.Ha光子的能量小于Hp光子的能量

C.Hy对应的光子能量为0.54eV

D.Hs光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率

3.（2025•宝鸡二模）一群处于第n=4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将

这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，实验只测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示。

已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（）

4=-0.85

3-----------------------1.51

2---------------------3.4

1---------------------13.6

丙

A.阴极金属的逸出功有可能小于2.55eV

B.a、b、c三种光的波长关系：Aa<Ab<Ac

C.图乙中的a光是氢原子由n=2能级向基态跃迁发出的

D.动能为10.5eV的电子不能使处于n=l能级的氢原子发生跃迁

4.（2025•广西二模）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应。某此类光敏电阻，当用

不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光

敏电阻，下列说法正确的是（）

A.用红光照射时光敏电阻发生了光电效应

B.用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化

C.用不同强度的蓝光照射，其阻值一定不发生变化

D.用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化

5.（2025•浙江一模）如图是氢原子的能级，一群处于基态的氢原子吸收某频率光子能量后跃迁到了n=4能

级，很快这些氢原子开始向下跃迁，放出不同频率的光，这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上，已

知可见光的光子能量范围为1.62eV到3.1leV,下列说法正确的是（）

nE/eV

oo------------------------0

4-----------------------------0.85

3-----------------------------1.51

2-----------------------------3.40

1-13.60

A.吸收的光子能量可能大于12.75eV

B.跃迁时，最多能发出6种不同频率的可见光

C,存在可以使锌板发生光电效应的可见光

D.锌板表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV

6.（2025•昌乐县校级模拟）在光电效应实验中，用波长为入1和入2的光分别照射同一光电管，均发生了光

电效应，所逸出的光电子的最大初动能分别为Eki、Ek2，遏止电压分别为Uci、Uc21已知Eki>Ek2,

则（）

A.入1>入2B.A1<A2C.Uci=Uc2D.Uci<Uc2

7.（2025•开福区校级一模）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是

利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的。如图为氢原子能级图，则下列说法正确

勺是

E/eV

781

5二

4—0.54

一-0.85

3一

2一-1.51

-3.40

1-------------------------13.6

A.氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子

B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线

C.大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV

D.用大量能量为3.6eV的光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离

8.（2025•驻马店模拟）如图所示为氢原子的能级示意图，大量处于基态的氢原子吸收光子后，能向外辐

射6种不同频率的光子，其中从n>2能级跃迁到n=2能级向外辐射的光子频率处在巴耳末系。则下列

说法正确的是（）

n

8E/eV

5

4尊54

3-0.85

-1.51

2-3.4

1-13.6

A.吸收的光子的能量可能为12.06eV

B.按玻尔原子理论，氢原子吸收光子后，核外电子的动能减小

C.用能量lO.OeV的光子连续照射基态的氢原子，可以使其发生电离

D.向外辐射的光子中，有3种处于巴耳末系

9.（2025•禅城区模拟）如图所示，把一块锌板连接在验电器上，验电器指针张开且张角稳定。现在用甲

光照射锌板，发现指针保持不动。换用乙光照射锌板，发现指针张角不断减小。由此可以判断（）

验电器锌板光源

A.锌板开始时一定带正电

B.甲光的频率一定小于乙光的频率

C.甲光的强度一定小于乙光的强度

D.甲光一定比乙光照射的时间长

10.（2025•河北模拟）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于n=4能级的氢原子，用其向低能级跃迁

过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电

子,测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示，电子电荷量为L6X10一文。则下列说法正确的是（）

3---------------------1-51-------------(y>

2---------------------3.40

A.题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子

B.阴极金属的逸出功为12.75eV

C.题述光子不能使处于n=3能级的氢原子电离

D.若图（c）中饱和光电流为I=3.2pA,则Is内最少有2X1013个氢原子发生跃迁

二.多选题（共5小题）

（多选）11.（2025•河北模拟）氢原子的光谱如图甲所示，光谱显示氢原子只能发出一系列特定波长的光，

巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线Ha、Hp、Hy、He分析发现，它们的波长人满足公式

111一

a=^8（鼻-/）（兀=3,4,5/•••）,其中Ha谱线的波长最长。图乙为玻尔氢原子能级小意图的一部

分，一群处于n=6能级的氢原子向低能级（n=2）跃迁时能放出Ha、Hp.HY>Hs四条谱线。则下列

说法正确的是（）

nE/eV

8

60

5-0.38

4-0.54

3-0.85

-1.51

2

-3.40

HO.HHRH

-13.60

甲乙

A.谱线H6的光子能量为2.86eV

B.谱线Ha和Hp频率之比为63：85

C.谱线HY的光在水中的传播速度比谱线Hp的光在水中的传播速度小

D.若用谱线Ha的光照射某种金属能够发生光电效应，则其他三种谱线的光也一定能使该金属发生光

电效应物理

（多选）12.（2025•浙江模拟）氢原子能级图如图所示，若大量氢原子处于n=l,2,3,4的能级状态,

已知普朗克常量h=6.6X10-34j・s,卜丫=1.6义10-1。，某睇葩化合物的逸出功为2.0eV,则（）

nE/eV

oo0

4-0.85

3-1.51

23.40

1----------------------13.60

A.这些氢原子跃迁过程中最多可发出3种频率的光

B.这些氢原子跃迁过程中产生光子的最小频率为1.6X1014HZ

C.这些氢原子跃迁过程中有4种频率的光照射该睇钠化合物可使其电子逸出

D.一个动能为12.5eV的电子碰撞一个基态氢原子不能使其跃迁到激发态

（多选）13.（2025•浙江）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口

射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示，下列说法正确的是（）

A.分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽

B.P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q

C.氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高

D.对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q

（多选）14.（2024春•黄岛区期中）在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象称为光电效应。

如图所示，甲是研究光电效应的电路图，乙是光电流与电压的关系图像，下列说法正确的是（）

u

甲乙

A.闭合开关，电子从阴极K表面逸出后做减速运动

B.闭合开关，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动，电流表读数增大到某一值后不再增大

C.由图乙可知，③光子的频率大于①光子的频率

D.由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的小

（多选）15.（2024春•石家庄期中）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于n=4能级的氢原子向低能级

跃迁发出的光照射图乙电路中的阴极K,其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这

两种频率的光照射阴极K,测得图乙中电流表读数随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确

A.一个处在n=4能级上的氢原子跃迁到基态，最多能放出3种不同频率的光子

B.a光的频率大于b光的频率

C.阴极K的逸出功为2.2eV

D.a光光子的能量为12.09eV

三.解答题（共5小题）

16.（2024春•南通期中）一般情况下，光电效应中一个电子在极短时间内只吸收到一个光子。当用强激光

照射金属时，由于光子密度极大，一个电子在短时间内吸收两个光子，从而形成双光子光电效应。如图

所示，用频率为v的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应，换用频率为v的强激光照射阴极K,则

发生了双光子光电效应。已知阴极K的逸出功为W,普朗克常量为h,电子电量为e。

（1）求光电子的最大初动能Ek；

（2）已知激光入射到K极的功率为P,若每入射N个光子会产生1个光电子，当所有的光电子都能到

达阳极A时，求回路中的电流强度大小I。

17.（2024春•天宁区校级期中）利用如图甲所示的电路研究光电效应，K、A是密封在真空玻璃管中的两

个电极，K受到光照时能够发射电子。K与A之间的电压大小可以调整。移动变阻器的滑片，可以获

得灵敏电流计示数I与电压表示数U之间的关系。

（1）为了测得遏止电压，滑片P应该往a还是b端移动？

（2）美国物理学家密立根在实验中测量出某种金属的遏止电压Uc和与之对应的入射光的频率v的多组

数据，并利用这些数据作出Uc-V图线，如图乙所示。已知图线中两个点的坐标分别为（Ul，V1）、（U2,

V2)，元电荷电荷量为e。求普朗克常量h；

(3)某同学设计了一种利用光电效应的电池，如图丙所示。K电极加工成球形，A电极加工成透明导

电的球壳形状。已知K电极发射光电子的最小动能为Eki，最大动能为Ek2，电子电荷量为e。假定照

射到K电极表面的光照条件不变，单位时间射出的电子数目为N,所有射出的电子都是沿着球形结构

半径方向向外运动，且忽略球壳内电子之间的相互作用，电子电荷量为-e。

a.求A、K之间的最大电势差Um；

b.在A、K间接上不同负载R时，电路中的电流可能会变化，求R在什么范围内变化，电流可保持不变。

18.(2024春•海门区期中)光谱的结果显示氢原子只能发出一系列特定波长的光，瑞士科学家巴耳末发现

111

这些谱线的波长入满足一个简单的公式，即巴耳末公式；=R(丁—丁)，(n=3,4,5…)。已知R为

里德伯常量，电子电荷量的大小为e,真空中的光速为c,普朗克常量为h。

(1)求氢原子中电子从n=3能级跃迁到n=2时对应谱线的波长入；

(2)利用巴耳末系中波长最长的光照射某金属发生光电效应，已知遏止电压为Uc。求该金属的逸出功

Wo-

19.(2024•祁江区校级模拟)如图，为氢原子的能级示意图，已知基态和第2、第3能级能量分别为E］、

E2、E3O大量氢原子处于n=3能级，普朗克常量为h,电子电量为e。求：

(1)辐射出的不同频率的光子最小频率；

(2)辐射出的光子最大动量。

nE

oo---------------0

4

3----------------

2----------------

1----------------%

20.（2024春•无锡期末）在氢原子光谱中，赖曼线系是电子从较IWJ能级（n=2、3、4,•••）跃迁到n=l

能级发出的谱线。类似地，有巴耳末系、帕邢系、布喇开系等线系，如图所示。已知氢原子基态能量为

Ei，普朗克常量为h,电子质量为m,真空中光速为c,氢原子能级公式为%

（1）求巴耳末系中波长最短的光子能量；

（2）将（1）问中的光子照射极限频率为V。的金属时发现有光电子逸出，求逸出光电子的物质波的最

小波长。

赖曼系巴尔末系帕邢系布喇开系E/eV

L4激

Q

05

21发

.5态

1*-----------------------------------------------13.6基态

2025年高考物理复习难题速递之原子结构和波粒二象性（2025年4月）

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

题号12345678910

答案CBBBDBCBBD

二.多选题（共5小题）

题号1112131415

答案BCDBCBCBCAD

选择题（共10小题）

1.（2025•南开区一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（）

n

8E/eV

T5-0

罂4-0.54

3-0.85

/-1.51

®2

方

一-3.40

5\

®4那

码

乙-13.6

甲丙

A.图甲中铀238核发生a辰变后的产物社234核比铀238核少四个中子

B.图乙中笊核和僦核聚变成氢核并放出一个中子，核反应前后质量守恒

C.图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可放出3种不同频率的光

D.图丁为光电效应实验中用不同光照射某金属得到的I-U图，则a光频率最高

【考点】原子能级跃迁与光电效应的结合；a衰变的特点、本质及方程；光电流及其影响因素；分析能

级跃迁过程中释放的光子种类.

【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；分析综合能力.

【答案】C

【分析】根据a衰变的实质分析；

根据爱因斯坦质能方程分析；

一个氢原子从n能级向基态跃迁时，最多辐射出n-1中不同频率的光；

根据遏止电压比较最大初动能，从而比较光子频率的大小。

【解答】解：A、铀238核发生a衰变后的产物社234核比铀238核少2个中子和2个质子，故A错误；

B、气核和晁核聚变成氢核并放出一个中子，由于放出核能，所以核反应前后质量不守恒，故B错误;

C、一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光，故C正确；

D、由丁图可知：c光对应的遏止电压最大，根据动能定理结合光电效应方程eUc=Ek=hv-Wo可知c

光的频率最高，故D错误。

故选：Co

【点评】该题考查a衰变、核聚变、玻尔理论以及光电效应，考查到的知识点较多，在平时的学习中

多加积累即可做好这一类的题目。

2.（2025•平谷区模拟）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Ha波段光谱

成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区

的四条谱线，分别为Ha、Hp、Hy、H6,如图所示。下列说法正确的是（）

Z/eV

0

-0.54

-0.85

-1.51

-3.4

1------------------------13.6

A.Ha光的波长小于HB光的波长

B.Ha光子的能量小于HR光子的能量

C.Hy对应的光子能量为0.54eV

D.Hs光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率

【考点】计算能级跃迁过程中吸收或释放的光子的频率和波长；光的折射定律.

【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；分析综合能力.

【答案】B

【分析】根据能级跃迁公式、光子波长与频率的关系求解作答；

根据能级跃迁公式求解从相应能级发生跃迁释放或吸收的能量；

光在不同介质中传播时，其频率不变。

hr

【解答】解：AB.根据能级跃迁公式，对Ha光，有力=E3-E2=hva=-^

hr

对Hp光，有%=E4-E2=hvp=^

由此可知：Ea<Ep,va<vp,Aa>Ap,故A错误，B正确；

C.Hy对应的光子能量为EY=E5-E2=-0.54eV-（-3.40）eV=2.86eV,故C错误；

D.光在不同介质中传播时，其频率不变，故D错误。

故选：Bo

【点评】本题考查氢原子的能级跃迁问题，关键点是掌握频率、波长之间的关系。

3.（2025•宝鸡二模）一群处于第n=4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将

这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，实验只测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示。

已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（）

nE/eV

00……-0

4-----------0.85

3-------------1.51

2-----------3.4

1---------------------13.6

丙

A.阴极金属的逸出功有可能小于2.55eV

B.a、b、c三种光的波长关系：Aa<Ab<Ac

C.图乙中的a光是氢原子由n=2能级向基态跃迁发出的

D.动能为10.5eV的电子不能使处于n=l能级的氢原子发生跃迁

【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）；爱因斯坦光电效应方程.

【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】由玻尔理论分析可能的跃迁从而确定三种光的光子能量，可求得金属逸出功范围；由图可得遏

止电压，据光电效应方程Ek=hv-Wo,结合光电子的最大初动能。

【解答】解：A、一群第4能级的氢原子向低能级跃迁过程能发出6种不同频率的光，能量值的大小关

系排列从大到小为：n=4-1,n=3-»1,n=2-1,n=4f2,n=3-2,n=4f3,但只检测到3条电流，

所以发生光电效应的能量值分别为：n=4-l,n=3-l,n=2-*l；可知a、b、c三束光都是向基态跃

迁发出的，根据玻尔理论分析，辐射能量第4大的光子能量为E4-E2=-0.85eV-（-3.4）eV=2.55eV

>2.5eV；由于只测得3条电流随电压变化的图像，故阴极金属的逸出功一定大于2.55eV,故A错误；

B、根据光电效应方程有eU=hv-Wo

结合图乙可知a的频率最大，C的频率最小，则有Aa<入b<Ac，故B正确；

C、结合图乙，可知a光的遏止电压最大，是频率最大的光，则是第4能级向基态跃迁发出的，故C错

误；

D、要是处于1能级的氢原子跃迁所需的最小能量为E2-Ei=-3.4eV-（-13.6）eV=10.2eV,所以

动能为10.5eV的电子能使处于第1能级的氢原子跃迁，故D错误。

故选：Bo

【点评】解决该题需熟记光电效应方程，能通过能级图判断可能的跃迁情况，要会推算金属逸出功的范

围。

4.（2025•广西二模）声光控开关中，光敏电阻的工作原理是电阻内的光电效应。某此类光敏电阻，当用

不同强度的红光照射时，其阻值不发生变化；当用不同强度的黄光照射时，其阻值发生变化。关于该光

敏电阻，下列说法正确的是（）

A.用红光照射时光敏电阻发生了光电效应

B.用不同强度的紫光照射，其阻值一定发生变化

C.用不同强度的蓝光照射，其阻值一定不发生变化

D.用不同强度的白光照射，其阻值一定不发生变化

【考点】光电效应的条件和判断能否发生光电效应；常见传感器的工作原理及应用；能量子与量子化现

象.

【专题】定性思想；推理法；光电效应专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】根据光电效应产生的条件结合不同色光的频率进行分析解答。

【解答】解：A.用不同强度的红光照射时，光敏电阻的阻值不发生变化，说明电阻内没有发生光电效

应，故A错误；

B.紫光的频率大于黄光频率，所以用不同强度的紫光照射，电阻内发生了光电效应，光敏电阻的阻值

一定发生变化，故B正确；

C.蓝光的光子能量大于黄光的光子能量，可知，用不同强度的蓝光照射，电阻内发生了光电效应，光

敏电阻的阻值一定发生变化，故c错误；

D.白光中含有各种单色光，包含黄光，所以当用不同强度的白光照射时，光敏电阻的阻值会发生变化，

故D错误。

故选：Bo

【点评】考查光电效应的条件和不同色光频率知识，会根据题意进行准确分析解答。

5.（2025•浙江一模）如图是氢原子的能级，一群处于基态的氢原子吸收某频率光子能量后跃迁到了n=4能

级，很快这些氢原子开始向下跃迁，放出不同频率的光，这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上，已

知可见光的光子能量范围为1.62eV到3.11eV,下列说法正确的是（）

nE/eV

00----------------------0

4--------------------------0.85

3--------------------------1.51

2--------------------------3.40

1-------------------------13.60

A.吸收的光子能量可能大于12.75eV

B.跃迁时，最多能发出6种不同频率的可见光

C.存在可以使锌板发生光电效应的可见光

D.锌板表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV

【考点】原子电离的条件；分析能级跃迁过程中释放的光子种类；原子能级跃迁与光电效应的结合.

【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】处于低能级的氢原子只能吸收能量值为对应两个能级能量差值的光子，跃迁时，最多能发出

谶=6种不同频率的光，根据发生光电效应的条件以及爱因斯坦光电效应方程分析。

【解答】解：A.一群处于基态的氢原子吸收某频率光子能量后跃迁到了n=4能级，处于低能级的

氢原子只能吸收能量值为对应两个能级能量差值的光子，从而跳跃到较高的能级，吸收光子的最大能量

值为

AEmax=E4-E]=-0.85eV-（-13.6）eV=12.75eV

故A错误；

B.由题意，可知跃迁时，最多能发出

C4=6

种不同频率的光，但是只有4f2,3-2释放的光子为可见光，故B错误；

C.可见光的光子能量范围为L62eV到3.11eV,均小于逸出功为3.34eV的锌板。根据发生光电效应的

条件，可知不存在可以使锌板发生光电效应的可见光，故C错误；

D.跃迁时，释放的光子中，4fl释放出光子的能量最大，为12.75eV,根据爱因斯坦光电效应方程,

可得用该光照射锌板时，锌板表面逸出光电子的最大初动能最大，为

Ekm=12.75eV-3.34eV=9.41eV

故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了玻尔原子结构模型与爱因斯坦光电效应方程的应用，注意吸收光子能量发生跃迁的

规律，掌握爱因斯坦光电效应方程的内容。

6.（2025•昌乐县校级模拟）在光电效应实验中，用波长为入1和入2的光分别照射同一光电管，均发生了光

电效应，所逸出的光电子的最大初动能分别为Eki、Ek2,遏止电压分别为Uci、Uc2,已知Eki>Ek2,

则（）

A.入1>入2B.入1<入2C.Uci=Uc2D.Uci<Uc2

【考点】爱因斯坦光电效应方程；遏止电压及其影响因素.

【专题】定量思想；推理法；光电效应专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】根据光电效应方程和遏止电压的计算公式列式判断。

【解答】解：根据光电效应方程Ek=hv-Wo=h4-Wo，因为Eki>Ek2,所以入1<入2，又eUc=Ek，

则Uci>Uc2，故B正确，ACD错误。

故选：Bo

【点评】考查光电效应方程和遏止电压的计算公式，会根据题意进行准确分析解答。

7.（2025•开福区校级一模）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是

利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的。如图为氢原子能级图，则下列说法正确

的是（）

nE/eV

co--------------------------o

5--------------0.54

4--------------0.85

3--------------1.51

2--------------3.40

I-------------13.6

A.氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子

B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线

C.大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV

D.用大量能量为3.6eV的光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离

【考点】原子电离的条件；分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）；分析能级跃迁过程中

释放的光子种类；计算能级跃迁过程吸收或释放的能量.

【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；推理论证能力.

【答案】c

【分析】（1）向外辐射光子后，氢原子能级降低，向内吸收光子后，氢原子能级升高；

（2）一群氢原子向低能级跃迁辐射不同频率的光子种数可用数学组合数计算；

（3）波长最长的谱线，可知其频率最低，从而其光子能量最小，则氢原子对应的能级跃迁的能级差最

小，根据能级差计算氢原子对应的光子能量；

（4）根据电离的条件判断。

【解答】解：A、氢原子从低能级向高能级跃迁时需要吸收光子，故A错误；

B、大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，根据废=4x（尸）=6,形成的线状光谱总共有6

条亮线，分别是4—3、4-2、4-1、3-2、3-1、2-1能级之间跃迁产生的。故B错误；

C、大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的谱线，可知其频率最低，从而其光子

能量最小，则氢原子对应的能级跃迁的能级差最小，根据能级差计算氢原子对应的光子能量，则波长最

长的光子能量为4f3能级产生的，能量大小为0.66eV。故C正确；

D、若想使处于基态的氢原子电离，光子的能量最小需要13.6eV,故D错误。

故选C。

【点评】本题考查学生对能级跃迁规律的掌握，其中对规律大量的氢原子处于n的激发态，当向低能级

跃迁时辐射，辐射种类为的掌握是解题关键。根据能级图，计算能级差（辐射光子能量），能级差越小，

频率越小，波长越长。

8.（2025•驻马店模拟）如图所示为氢原子的能级示意图，大量处于基态的氢原子吸收光子后，能向外辐

射6种不同频率的光子，其中从n>2能级跃迁到n=2能级向外辐射的光子频率处在巴耳末系。则下列

说法正确的是（）

nE/eV

A.吸收的光子的能量可能为12.06eV

B.按玻尔原子理论，氢原子吸收光子后，核外电子的动能减小

C.用能量lO.OeV的光子连续照射基态的氢原子，可以使其发生电离

D.向外辐射的光子中，有3种处于巴耳末系

【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）.

【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】能级间跃迁时，吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差；从高轨道向低轨道跃迁时减少

的能量以光子的形式辐射出去，辐射光子的种类可以数学组合公式计算；由基态跃迁到激发态，核外电

子动能减小，结合电离条件以及巴耳末系光子特点分析。

【解答】解：A.由于受激发后的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射6种不同频率的光子，则鬣=6

解得n=4

可知基态的氢原子吸收光子后跃迁到了n=4能级，吸收的光子的能量等于两能级的能量差，则光子的

能量AE=E4-EI=（-0.85>eV-（-13.6）eV=12.75eV

故A错误；

B.氢原子吸收光子后，核外电子运动半径变大，由基态跃迁到激发态，电场力做负功，核外电子动能

减小，故B正确；

C.根据电离条件，若想使处于基态的氢原子电离，光子的能量最小应为13.6eV,故C错误；

D.从n=4能级向基态跃迁时，其中从n=3能级跃迁到n=2能级、从n=4能级跃迁到n=2能级，

向外辐射的谱线处于巴耳末系，即有2种处于巴耳末系，故D错误。

故选：Bo

【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差。

9.（2025•禅城区模拟）如图所示，把一块锌板连接在验电器上，验电器指针张开且张角稳定。现在用甲

光照射锌板，发现指针保持不动。换用乙光照射锌板，发现指针张角不断减小。由此可以判断（）

验电器锌板光源

B.甲光的频率一定小于乙光的频率

C.甲光的强度一定小于乙光的强度

D.甲光一定比乙光照射的时间长

【考点】光电效应的条件和判断能否发生光电效应.

【专题】定性思想；推理法；光电效应专题；理解能力.

【答案】B

【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当发生光电效应时，锌板有电子逸

出，并依据指针张角迅速减小，从而判定锌板带电性质，进而即可判定。

【解答】解：AB.根据题意可判断，用甲光照射锌板没有发生光电效应，用乙光照射锌板发生了光电效

应现象，由光电效应发生的条件可知，甲光的频率一定小于乙光的频率，由于乙光照射锌板时，验电器

指针张角不断减小，所以可以判断验电器一开始带的是负电，故A错误，B正确；

CD.能否发生光电效应现象，与入射光的强度，及光照时间均无关，故CD错误。

故选：Bo

【点评】考查光电效应现象以及光电效应的特点，解决本题的关键知道光电效应的实质，以及知道光电

效应的条件，注意乙光照射锌板，发现指针张角迅速减小是解题的突破口。

10.（2025•河北模拟）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于n=4能级的氢原子，用其向低能级跃迁

过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电

子,测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示，电子电荷量为1.6X10-19。则下列说法正确的是（）

A.题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子

B.阴极金属的逸出功为12.75eV

C.题述光子不能使处于n=3能级的氢原子电离

D.若图（c）中饱和光电流为I=3.2RA,则Is内最少有2X1013个氢原子发生跃迁

【考点】原子能级跃迁与光电效应的结合；原子电离的条件；分析能级跃迁过程中释放的光子种类.

【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；分析综合能力.

【答案】D

【分析】根据鬣求解发出光子的种类；

根据能级公式求能级差，根据爱因斯坦光电效应方程求逸出功；

将原子从所在能级跃迁到无穷远处，所需要的最小能量大于和等于能级差，原子就会发生电离；

根据q=It求总电荷量，再根据N=?求光电子数。

【解答】解：A.一群处于n=4能级的氢原子，根据废=6可知，氢原子跃迁一共能发出6种不同频

率的光子，故A错误；

B.根据能级公式,最大的能级差AE=E4-EI=-0.85eV-（-13.6eV）=12.75eV

根据爱因斯坦光电效应方程AE=hv=eUc+Wo

代入数据解得：Wo=11.15eV,故B错误；

C.n=3能级氢原子电离所需要的能量为L51eV<AE=12.75eV,因此题述光子能够使n=3能级的氢

原子电离，故C错误；

D.饱和光电流为1=3.2地，则1s内氢原子发生跃迁的光电子数目为N=32x10雪个=2X1013^,

1.6xl0-iy

故D正确。

故选：D。

【点评】本题主要考查了光电效应的相关应用，熟悉玻尔理论和能级差的计算公式，结合光电效应方程

即可完成分析。

多选题（共5小题）

（多选）11.（2025•河北模拟）氢原子的光谱如图甲所示，光谱显示氢原子只能发出一系列特定波长的光，

巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线Ha、H（B、Hy、Hs分析发现，它们的波长人满足公式

111

a=—下■）（兀=3,4,5,…），其中Ha谱线的波长最长。图乙为玻尔氢原子能级示意图的一部

分，一群处于n=6能级的氢原子向低能级（n=2）跃迁时能放出Ha、Hp>Hy、Hs四条谱线。则下列

说法正确的是（）

nE/eV

8

60

5-0.38

4-0.54

3-0.85

-1.51

2

-3.40

A.谱线HB的光子能量为2.86eV

B.谱线Ha和H(?频率之比为63：85

C.谱线Hy的光在水中的传播速度比谱线Hp的光在水中的传播速度小

D.若用谱线Ha的光照射某种金属能够发生光电效应，则其他三种谱线的光也一定能使该金属发生光

电效应物理

【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化(吸收或释放能量)；氢原子光谱及巴耳末公式；氢原子能级

图.

【专题】定量思想；方程法；光电效应专题；原子的能级结构专题.

【答案】BCD

【分析】Ha对应的谱线波长最长，频率最小，对应的跃迁的能级差最小，跃迁时辐射光子能量最低；

这四条谱线对应的光子能量最大的是从n=6能级向n=2能级跃迁所释放的光