专题17原子结构 原子核——2021-2023年高考物理真题分类汇编

专题17原子结构 原子核 一．选择题（共38小题） 1．（2023•山东）“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ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1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ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为（　　） A．ν0+ν1+ν3 B．ν0+ν1﹣ν3 C．ν0﹣ν1+ν3 D．ν0﹣ν1﹣ν3 2．（2023•湖北）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．n＝2和n＝1能级之间的跃迁 B．n＝3和n＝1能级之间的跃迁 C．n＝3和n＝2能级之间的跃迁 D．n＝4和n＝2能级之间的跃迁 3．（2023•辽宁）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Ek，则（　　） A．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Ek 4．（2023•新课标）铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10﹣5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，元电荷e＝1.60×10﹣19C）（　　） A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz 5．（2023•上海）关于α粒子散射实验正确的是（　　） A．实验要在真空中进行 B．荧光屏是为了阻挡α粒子 C．实验中显微镜必须正对放射源 D．证明了原子核中有质子存在 6．（2023•全国）根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是金原子核对α粒子的（　　） A．库仑斥力 B．库仑引力 C．万有引力 D．核力 7．（2022•重庆）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53～2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76～3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（　　） A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV 8．（2022•北京）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（　　） A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 9．（2022•浙江）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（　　） A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV B．n＝3跃迁到n＝1放出的光电子动量最大 C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态 10．（2022•广东）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En，其中E1＝﹣13.6eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（　　） A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子 C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子 11．（2022•湖南）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C．光电效应揭示了光的粒子性 D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 12．（2021•全国）被激发到第4能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出各种频率的光，其中能量最小的光子来自于（　　） A．从第4能级到基态的跃迁 B．从第2能级到基态的跃迁 C．从第3能级到第2能级的跃迁 D．从第4能级到第3能级的跃迁 13．（2021•北京）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10﹣5m～10﹣11m，对应能量范围约为10﹣1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。