2018届高中物理粤教版选修3-5 第三章第三节氢原子光谱 课时作业 Word版含解析
2018-2019学年粤教版选修3-5 氢原子光谱原子的能级结构第1课时 作业
1．关于线状谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同答案 C解析每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，选项C正确．2．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( )A．线状谱 B．连续谱C．吸收光谱 D．发射光谱答案 B3．如图18－3－2甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )图18－3－2A．a元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素答案 B解析由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．4.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogen muon atom)，它在原子核物理的研究中有重要作用。
下图为μ氢原子的能级示意图。
假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于()A.h(ν3－ν1)B.h(ν5＋ν6)C.hν3D.hν4解析：μ氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好对应着频率为ν3的光子，故光子的能量为hν3。
答案：C5.关于光谱，下列说法正确的是( )A.炽热的液体发射连续光谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素C.明线光谱和吸收光谱都用于对物质成分进行分析D.发射光谱一定是连续光谱答案：AC6．白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的连续光谱，下列说法正确的是()A．棱镜使光谱加了颜色B．白光是由各种颜色的光组成的C．棱镜对各种颜色光的偏折不同D．发光物体发出了在可见光区的各种频率的光E．白光是由七种固定频率的光组成的【解析】白光通过棱镜使各种颜色的光落在屏上的不同位置，说明棱镜对各种颜色的光偏折不同，形成的连续光谱按波长(或频率)排列，即白光是包括各种频率的光，光的颜色是由波长(或频率)决定，并非棱镜增加了颜色，故B、C、D均正确，A、E错误．【答案】BCD7．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，错误的是()A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关E．氢原子产生的光谱是一系列频率连续的谱线【解析】氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B、E均正确，A、C错误；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，D错误．【答案】ACD8．(双选)关于巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2的理解，正确的是( )A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱解析：此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只能取大于等于3的整数，则λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．答案：AC9．下列有关氢原子光谱、巴尔末公式和玻尔理论的说法，正确的是()A．氢原子光谱说明氢原子只能发出特定频率的光B．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的C．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关D．所有氢原子光谱的波长都与巴尔末公式相对应答案AB10．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是()A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的答案 D11．下列叙述中符合物理学史实的有( )A ．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在B ．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证明了原子是可以再分的C ．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D ．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说 答案 AC解析 汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子，证实了原子是可以再分的，A 对、B 错；玻尔提出的原子模型继承了卢瑟福原子核式结构模型的部分内容，而不是彻底否定，D 错；巴尔末总结出了氢原子光谱的巴尔末公式，故C 正确．12．在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫112－1n 2，n ＝2,3,4，…，计算氢原子光谱紫外线的最长波和最短波的波长．(R ＝1.10×107m －1，结果均保留三位有效数字)答案 1.21×10－7 m 9.09×10－8 m 解析 根据莱曼系公式： 1λ＝R ⎝⎛⎭⎫112－1n 2，n ＝2,3,4，… 可得λ＝1R ⎝⎛⎭⎫112－1n 2.当n ＝2时波长最长，其值为 λ＝1R ⎝⎛⎭⎫112－122＝134R ＝134×1.10×107 m≈1.21×10－7 m.当n ＝∞时，波长最短，其值为 λ＝1R ⎝⎛⎭⎫112－0＝1R ＝11.10×107 m ≈9.09×10－8 m. 13．可见光的波长范围为400～700 nm ，根据巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，当n 取何值时氢原子所发出的光用肉眼能直接观察到？(R ＝1.10×107 m －1)【解析】 把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3、4、5、6时氢原子发出的光用肉眼能直接观察到． 【答案】 3、4、5、614．在可见光范围内，氢原子光谱中波长最长的2条谱线所对应的基数为n . (1)它们的波长各是多少？(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？【解析】 (1)谱线对应的n 越小，波长越长，故当n ＝3时，氢原子发光所对应的波长最长．当n ＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m －1解得λ1＝6.5×10－7 m.当n ＝4时，1λ2＝1.10×107×(122－142) m －1解得λ2＝4.8×10－7 m.(2)n ＝3时，对应着氢原子巴尔末系中波长最长的光，设其波长为λ，因此E ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J ＝3.06×10－19 J. 【答案】 (1)6.5×10－7 m 4.8×10－7 m (2)3.06×10－19J15.氢原子光谱除了巴尔末系外,还有赖曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为=R (),n=4,5,6,…,R=1.10×107m -1。
高中物理选修3-5课时作业15-1.3氢原子光谱
第3节氢原子光谱1.我们观察到的太阳光谱是()A.明线光谱B.吸收光谱C.连续光谱D.氢原子光谱[解析]太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，因此，选项B正确。
[答案] B2.(多选)对于原子光谱，下列说法正确的是()A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱是相同的C.各种元素的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的D.分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪种元素[解析]每一种元素的原子都有自己的原子结构，所以都有一系列不连续的特征谱线，元素不同，其特征谱线不同，光谱分析就是根据其特征谱线判断元素种类的，故选项B错误，A、C、D正确。
[答案]ACD3.(多选)光谱分析所用的光谱是()A.连续光谱B.明线光谱C.太阳光谱D.以上都可以[解析]光谱分析可以用发射谱中的明线谱(原子光谱)，也可以用吸收光谱，因为一种元素原子光谱中的明线谱和吸收光谱中的暗线是对应的，太阳光谱是吸收光谱，分析其中的暗线可以分析太阳大气层的元素组成。
[答案]BC4.太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于()A.太阳表面大气层中缺少相应的元素B.太阳内部缺少相应的元素C.太阳表面大气层中存在着相应的元素D.太阳内部存在着相应的元素[解析]太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续光谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的，因此，太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素，故选项C正确，A、B、D均错误。
[答案] C5.(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A.太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱C.进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱D.观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成[解析]太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续谱，选项A错误；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱，选项B正确；光谱分析是用元素的特征谱线与光谱对比来分析物体的化学成分，选项C正确；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析月球的物质成分，选项D错误。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5教师用书：第3章
第三节氢原子光谱[先填空]1．巴耳末系(1)公式：1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2.(式中n＝3,4,5,6…，R＝1.097×107 m－1)(2)巴耳末系：符合巴耳末公式的光谱线统称为巴耳末系．2. 其他线系：在紫外区、红外区、近红外区发现了氢原子的某地线系，分别是莱曼系(紫外区)、布喇开系(红外区)、普丰德系(红外区)、帕邢系(近红外区)．3．广义巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫1m2－1n2式中m，n均为正整数且n>m.[再判断]1．在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3 kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，再通过分光镜观察光谱．(√)2．氢原子受激发只能发出几种特定频率的光，它的光谱是连续的亮线．(×)3．n大于6的符合巴耳末公式的光谱线大部分在紫外区．(√)[后思考]巴耳末公式反映了氢原子谱线的分立特征，这说明了什么？【提示】谱线的分立特征反映原子内部电子运动的量子化特征，对于研究更复杂的原子结构具有指导意义．氢原子光谱的特点(1)在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．(2)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式，1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2 n ＝3、4、5、6…(该公式称为巴耳末公式)．公式中n 只能取整数，不能连续取值，波长也只会是分立的值．(3)除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．1．(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究，总结出巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2(n ＝3,4,5…)，下列说法正确的是( )【导学号：55272088】A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C ．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的D ．氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足巴耳末类似的公式【解析】 由于巴耳末是利用当时已知的在可见光区的4条谱线做了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，C 、D 正确．【答案】 CD2．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的谱线的波长为λ1，其次为λ2，求： (1)λ1λ2的值等于多少？ (2)其中最长波长的光子能量是多少？ 【解析】 (1)由巴耳末公式可得 1λ1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132 1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－142 所以λ1λ2＝14－11614－19＝2720.(2)当n ＝3时，对应的波长最长，代入巴耳末公式有1λ1＝1.10×107×⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132m －1，解得 λ1≈6.5×10－7m. 光子能量为ε1＝h ν＝h cλ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J ＝3.06×10－19 J. 【答案】 (1)2720(2)3.06×10－19J巴耳末公式的两点提醒1．巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子．2．公式是在对可见光的四条谱线分析时总结出来的，在紫外光区的谱线也适用．[先填空] 1．原子光谱(1)某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称之为原子光谱．(2)科学家观察了大量的原子光谱，发现每种原子都有自己特定的原子光谱．不同的原子，其原子光谱均不相同，因而，原子光谱被称为原子的“指纹”．2．光谱分析及应用 (1)光谱分析应用的两种光谱①明线光谱：它是稀薄气体发光直接产生的．②吸收光谱：它是当白光通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的．③实验表明：原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应．即原子只能释放出某种特定频率的光，也只能吸收某种特定频率的光，而且释放的光和吸收的光的频率是相同的．(2)光谱分析①通过对光谱的分析鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素． ②优点：灵敏度高． [再判断]1．原子光谱的谱线是一些分立的亮线，是不连续的．(√)2．每种原子都有自己特定的原子光谱．不同的原子其原子光谱不相同，其亮线位置不同，即特征谱线不同．(√)[后思考]为什么用棱镜可以把各种颜色的光展开？【提示】不同颜色的光在棱镜中的折射率不同，因此经过棱镜后的偏折程度也不同．1．光谱的分类2．太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线．3．光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.(2)应用：①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；③应用光谱分析鉴定食品优劣．3．对原子光谱，下列说法正确的是( )A．原子光谱是连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构虽不同，但各种原子的原子光谱相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素【解析】原子光谱为线状谱，A错误；各种原子都有自己的特征谱线，故B、C错误；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．【答案】 D4．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( )【导学号：55272089】A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成【解析】太阳光谱是吸收光谱，而月亮反射太阳光，也是吸收光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光，是线状谱．由于月亮反射太阳光，其光谱无法确定月亮的化学组成．【答案】BC5．太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于________．【解析】吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的．太阳光的吸收光谱应是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时某些波长的光被太阳大气层的元素原子吸收而产生的．【答案】太阳表面大气层中存在着相应的元素1．太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，不是地球大气造成的．2．某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析．。
物理粤教版选修3-5课后训练：第三章第三节氢原子光谱
氢原子光谱练习1．关于光谱，下列说法正确的是（ ）．A ．一切光源发出的光谱都是连续谱B ．一切光源发出的光谱都是线状谱C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学成分2．月亮的光通过分光镜所得到的光谱是（ ）．A ．连续光谱B ．吸收光谱C ．明线光谱D ．原子光谱3．太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于（ ）．A ．太阳表面大气层中缺少相应的元素B ．太阳内部缺少相应元素C ．太阳表面大气层中存在着相应的元素D ．太阳内部存在着相应的元素4．利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分．关于光谱分析，下列说法正确的是（ ）．A ．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B ．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C ．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D ．同一种物质的线状谱的亮线与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系5．（双选）巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式22111=2R n λ⎛⎫- ⎪⎝⎭，n ＝3,4,5，…，对此，下列说法正确的是（ ）．A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C ．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的6．（双选）下列关于巴耳末公式22111=2R n λ⎛⎫- ⎪⎝⎭的理解，正确的是（ ）． A ．此公式是巴耳末发现的B ．公式很好地符合了氢原子的所有线系C ．公式中n 只能取不小于3的整数值，故氢光谱是分立的D ．公式不仅适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱分析7．计算氢原子光谱中巴耳末线系波长最短的光子的能量．8．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的2条谱线对应的n ．参考答案1．答案：C 解析：物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A 、B 错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D 错．2．答案：B 解析：月亮是反射太阳光，而太阳光谱为吸收光谱，所以选项B 正确．3．答案：C 解析：太阳光谱是吸收光谱，物体发出的白光，通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后形成的光谱．4．答案：B 解析：由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A 错误；某种物质发光的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B 正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，C 错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D 错误．5．答案：CD 解析：由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的14条谱线作了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知，C 、D 正确．6．答案：AC 解析：巴耳末公式只适用于氢原子光谱的分析，且n 只能取大于等于3的整数，即λ不能取连续值，故氢原子光谱是分立的．7．答案：5.454×10－19 J解析：在巴耳末线系中，当n ＝∞时对应的波长最短，最短波长为λmin ，2min 11=02R λ⎛⎫- ⎪⎝⎭，解得λmin ＝3.647×10－7 m ＝364.7 nm ．对应的光子的能量为E ＝min hc λ＝5.454×10－19 J ．8．答案：3 4解析：由巴耳末公式22111=2R n λ⎛⎫- ⎪⎝⎭得 79221111=1.1010656.3102n -⎛⎫⨯⨯- ⎪⨯⎝⎭，解得13n ＝； 79222111=1.1010486.1102n -⎛⎫⨯⨯- ⎪⨯⎝⎭，解得24n ＝．。
高中物理选修3-5 18.3氢原子光谱同步训练(解析版)
18.3氢原子光谱同步训练一、选择题1、下列说法中不正确的是（）A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B、各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C、气体发出的光只能产生明线光谱D、甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱2、关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（）A、不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线B、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的C、可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分D、原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据3、1996年，物理学家利用加速器“制成”反氢原子．反氢原子是由一个反质子和一个绕它运动的正电子组成，反质子与质子质量相同，电荷量为﹣e ．关于氢原子和反氢原子，下列说法中正确的是（）A、它们的原子能级不同B、它们的原子光谱相同C、反氢原子中正电子绕反质子的运动具有确定的轨道D、氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞发生湮灭，只能放出一个光子4、下列说法不正确的有（）A、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的B、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D、质子与中子的质量不等，但质量数相等5、许多物理现象在科学技术领域得到了应用，以下说法中正确的是（）A、医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B、照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象C、利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，不容易发生衍射D、明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分6、关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A、太阳光谱与白炽灯光谱是连续光谱B、霓虹灯产生的光谱是暗线光谱C、做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱D、我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成7、关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A、太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B、霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱C、进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱D、观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成8、太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线是由于（）A、太阳表面大气层中缺少相应的元素B、太阳内部缺少相应的元素C、太阳表面大气层中存在着相应的元素D、太阳内部存在着相应的元素9、对于巴耳末公式的理解，下列说法正确的是（）A、此公式是巴耳末在研究钠光谱特征时发现的B、此公式中n可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的C、此公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱D、此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱10、下列说法正确的是（）A、进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用线状光谱B、摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素C、巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分D、氢原子光谱是线状谱的一个例证11、下列关于光谱的说法中错误的是（）A、炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B、各种原子的线状光谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应C、气体发出的光只能产生线状光谱D、甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到乙物质的吸收光谱12、下列说法中正确的是（）A、进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用线状光谱B、光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速，能帮助人们发现新元素C、线状光谱和吸收光谱都不可以对物质进行分析D、摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素13、关于光谱分析，下列说法中不正确的是（）A、进行光谱分析时，既可以利用连续光谱，也可以利用线状光谱B、进行光谱分析时，必须利用线状光谱或吸收光谱C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D、利用光谱分析不可以深入了解原子的内部结构14、不同元素都有自已独特的光谱线，这是因为各元素的（）A、原子序数不同B、原子质量数不同C、激发源能量不同D、原子能级不同15、光谱分析所用的光谱不正确的说法是（）A、发射光谱B、线状光谱C、太阳光谱D、以上都不可以二、填空题16、科学家________通过a粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型；科学家玻尔在此基础上又进行了一系列量子化的假设，从而可以完美地解释氢原子的发光现象．根据玻尔理论，当大批氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，氢原子最多能发出________种频率的光（电磁波）．17、一群氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，辐射的三条谱线中，波长较长的二条谱线的波长分别为λ1和λ2，则最短波长λ3=________．18、根据波尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，原子能量________，电子动能________（填“增大”、“减小”或“不变”）．19、①如图所示为某原子的能级图，a、b、c这原子跃迁所发出的三种波长的光，在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，测正确的是________②一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________．该反应放出的能量为Q ，则氘核的比结合能为________．20、人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程．请按要求回答下列问题．卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献．请选择其中的两位，指出他们的主要成绩．①________．②________．三、解答题21、物质的光谱按其产生方式不同可分为发射光谱和吸收光谱两大类，发射光谱又包含有两种光谱连续光谱和明线光谱．炽热的钢水发光产生的属于什么光谱？霓虹灯发光光谱属于什么光谱？太阳光形成的光谱属于光谱？22、已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为﹣3.4eV和﹣1.51eV ，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz ，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s ，请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．23、根据玻尔理论，氢原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，会辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则(1)E′多少？(2)该氢原子的电子绕核运转的动能会怎么变化？24、一群处于量子数n=3的氢原子向低能级跃迁的过程中能产生多少种不同频率的光子？25、有一群氢原子处于n=4的能级上，已知氢原子的基态能量E1=﹣13.6eV ，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s 求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？（结果保留两位有效数字）答案解析部分一、选择题1、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，故A正确；B、各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线是一一对应的，都有各自的特征，故B正确；C、由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱．故C错误．D、甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱．故D错误．故选：C．【分析】连续光谱产生的条件是炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成；每种原子明线光谱中的明线和其吸收光谱中的暗线是一一对应的；气体发出的光也可以形成连续光谱．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽形成的是乙物质的吸收光谱．2、【答案】D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质．故A正确．B、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的；故B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构．故C正确，D 错误本题选错误的；故选：D．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线3、【答案】 B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】首先要明确一个氢原子是由一个电子和一个质子构成的，那么，一个反氢原子就是由一个反电子和一个反质子构成的．反电子带正电，反质子带负电．A、它们的原子能级相同，故A错误；B、它们的原子光谱相同，故B正确；C、反氢原子中正电子绕反质子的运动，不具有确定的轨道，故C错误；D、氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞，不会发生湮灭，故D错误；故选：B．【分析】氢原子是由原子核内一个质子和核外一个电子构成的，明确反氢原子和氢原子的不同点．4、【答案】B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的，故A正确；B、β射线为原子核中的中子转变成质子而放出电子，故B错误；C、用加温、加压或改变其化学状态的方法，都不能改变原子核衰变的半衰期，故C正确；D、质子与中子的质量不等，但质量数相等，故D正确；故选：B．【分析】光谱说明能级是分立的；β射线为原子核中的中子转变成质子而放出电子；半衰期与外界环境及元素的物理、化学性质无关；质子与中子的质量数相同，但质量不等；核力是短程力，相邻核子之间才存在．5、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒．故A错误．B、照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了薄膜干涉现象．故B错误．C、利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，容易发生衍射．故C错误．D、明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分．故D正确．故选：D．【分析】紫外线可以消毒灭菌，医院里用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线进行透视．照相机光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度．红外线波长较长，容易发生衍射．明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分．6、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；B、霓虹灯产生的是光谱是线状谱，故B不正确；C、高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱．由狭窄谱线组成的光谱．单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱．均能对物质进行分析，故C正确；D、月亮是反射太阳光，月球没有大气层，故观察月亮光谱，不可以确定月亮的化学组成，只能反映太阳的化学组成，故D错误；故选：C．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．7、【答案】 B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；B、炽热气体发光是线状光谱，霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱，故B正确；C、光谱分析是用元素的特征谱线与连续谱对比来分析物体的化学成分，故C错误；D、月亮是反射太阳光，是吸收光谱，观察月亮光谱，只能确定月亮表面的化学组成，但不能确定月亮内部的化学组成，故D错误；故选：B．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．8、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱．所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，故C正确，ABD错误．故选：C【分析】太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素．9、【答案】C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】当在研究氢光谱特征时发现的巴耳末公式，公式的n只能取整数，因此得到氢原子光谱是线状谱，只能适用于氢原子，故C正确，ABD错误；故选：C．【分析】在研究氢光谱特征时发现此规律，根据对巴耳末公式的理n只能取整数，即可求解．10、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、进行光谱分析只可以用线状光谱，不可以用连续光谱，故A错误；B、月光是反射光线，不能进行光谱分析出月球上有哪些元素，故B错误；C、根据巴耳末系公式，可知，巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分，故C不正确；D、氢原子光谱是线状谱的一个例证，故D正确．故选：D【分析】光谱分析不可以用连续光谱，但可以用线状光谱；月光是反射光，不能进行光谱分析出月球上有哪些元素；巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分；氢原子光谱是线状谱的一个例证．11、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱，如炽热的液体发射连续光谱、白炽灯的光谱是连续光谱．故A正确；B、各种原子的线状光谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应．故B正确．C、高压气体发出的光谱是连续光谱，故C错误．D、白色光是复色光，是连续光谱，通过低温的乙物质蒸气可得到乙物质的吸收光谱，故D正确；本题选择错误的，故选：C．【分析】发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．12、【答案】B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、进行光谱分析，必须利用线状谱和吸收光谱，连续谱不行，A错误；B、光谱分析是用元素的特征谱线与光谱对比来分析物体的化学成分，B正确；C、线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析，C不正确；D、月球是反射的阳光．分析月光实际上就是在分析阳光，月球又不象气体那样对光谱有吸收作用，因此无法通过分析月球的光谱来得到月球的化学成分，故D错误；故选：B．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．13、【答案】A【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、B、每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱．故A错误，B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构．故C正确，D正确；本题选择不正确的，故选：A【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．14、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】当原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级之差．由于原子的能级是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，这就是产生原子光谱的原因；由于不同元素的能级差不同，故每种元素都有自己独特的光谱线，故ABC错误，D正确．故选D．【分析】本题考察了原子光谱的产生，题目比较简单，原子的原子序数、质量数以及激发源能量，不会影响产生原子光谱．是由原子能级不同导致的．15、【答案】D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．故A正确；B、明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱．故BC正确，D错误；故选：D．【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线．二、填空题16、【答案】卢瑟福；6【考点】氢原子光谱【解析】【解答】原子的核式结构模型最早是由卢瑟福提出，卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；根据 =6知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子．故答案为：卢瑟福，6．【分析】原子的核式结构模型最早是由卢瑟福提出；卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数．17、【答案】【考点】氢原子光谱【解析】【解答】氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，发出的谱线波长最短，设为λ．则根据玻尔理论得：E3﹣E1=h又E3﹣E2=h ，E2﹣E1=h联立解得，λ=故答案为：【分析】波长最短的谱线是从n=3的激发态跃迁到基态时发出的，根据玻尔理论求解最短的波长．18、【答案】减小；增大【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据q= ，可知半径越小，动能越大．故答案为：减小，增大．【分析】电子绕核运动时，半径减小，电场力做正功，势能减小，总能量减小；根据库仑力提供向心力可分析动能变化；和卫星绕地球运动类似．19、【答案】C；；【考点】氢原子光谱【解析】【解答】（1）从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b ．故C正确，A、B、D错误．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒得，，该反应释放的能量为Q ，则结合能为Q ，所以氘核的比结合能为Q/2．故答案为：（1）C，（2），Q/2【分析】（1）能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大，波长越短．（2）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式，根据释放的能量得出结合能的大小，从而得出氘核的比结合能．20、【答案】玻尔提出玻尔的原子模型；查德威克发现中子【考点】玻尔原子理论，物理学史【解析】【解答】卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就）玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就）查德威克发现了中子（或其他成就）．故答案为：①玻尔提出玻尔的原子模型；②查德威克发现中子．【分析】可根据物理学史上物理学家的贡献作答即可．三、解答题21、【答案】解答：炽热的钢水发光产生的属于连续光谱，霓虹灯发光光谱属于明线光谱，属于线状谱，太阳光形成的光谱属于吸收光谱；故答案为：连续，明线，吸收．【考点】氢原子光谱【解析】【分析】物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱．是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果，是对物质进行分光光度研究的主要依据．光谱分为连续谱与线状谱（发射），线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的．因此仅有有限的几条谱线．22、【答案】解答：氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光子能量E=﹣1.51+3.4eV=1.89eV=3.024×10﹣19J ．金属钠的逸出功W0=hv0=6.63x10-34≈3.67×10﹣19J ．因为光子能量小于逸出功，所以不能发生光电效应．答：不能发生光电效应．【考点】氢原子光谱【解析】【分析】发生光电效应的条件是入射光的光子能量大于逸出功，比较辐射的光子能量与逸出功的大小，判断能否发生光电效应．23、【答案】（1）根据两轨道的能级差等于光子能量，E﹣E′=hγ= ，所以E′=E﹣．（2）根据库仑引力提供向心力，即= ，当辐射能量时，电子的运动轨道半径减小，则速率会增大，那么电子的动能也会增大．。
2018版物理粤教版新课堂同步选修3-5文档：学业分层测
学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的连续谱线，下列说法不正确的是()【导学号：55272090】A．棱镜使光谱加了颜色B．白光是由各种颜色的光组成的C．棱镜对各种颜色光的偏折不同D．发光物质发出了在可见光区的各种频率的光【解析】白光通过棱镜使各种颜色的光落在屏上的不同位置，说明棱镜对各种颜色的光偏折不同，形成的连续光谱按波长(或频率)排列，即白光是包括各种频率的光，光的颜色是由波长(或频率)决定，并非棱镜增加了颜色，B、C、D 正确，A错误．【答案】 A2．(多选)下列说法中正确的是()A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生明线光谱D．在一定条件下气体也可以产生连续光谱【解析】据连续光谱的产生知A正确；由于吸收光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中看到的暗线要比明线光谱中的明线少，所以B不对；气体发光，若为高压气体则产生吸收光谱，若为稀薄气体则产生明线光谱，所以C错误，D正确．【答案】AD3．(多选)关于线状谱，下列说法中正确的是()【导学号：55272091】A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱相同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同【解析】每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，B、C正确．【答案】BC4．下列关于巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2的理解，正确的是()A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n为任意整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱【解析】此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值．故氢原子光谱是线状谱，B、C错．【答案】 A5．如图3-3-1甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是________元素．图3-3-1【解析】将a、b、c、d四种元素的线状谱与乙图对照，可知矿物中缺少b、d元素．【答案】b、d6．同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是________．【解析】实验表明各种元素的吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应．【答案】相对应的7．氢原子光谱巴耳末系最短波长与最长波长之比是多少？【解析】 由巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5…得 当n ＝∞时，最小波长1λ1＝R ·122①当n ＝3时， 最大波长1λ2＝R (122－132)②由①②得λ1λ2＝59.【答案】 59[能力提升]8．氢原子光谱在巴耳末系中最长波长的光子能量是多少？【导学号：55272092】【解析】 当n ＝3时，对应的波长最长，代入巴耳末公式有： 1λ1＝1.10×107×(122－132) 解之得λ1≈6.5×10－7 m光子能量为ε1＝hν＝h c λ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J ＝3.06×10－19 J. 【答案】 3.06×10－19 J9．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2＝________.【解析】 由1λ＝R (122－1n 2)得当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R (122－132)，当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R (122－142)，解得λ1λ2＝2720，由E ＝h cλ得 E 1E 2＝λ2λ1＝2027.【答案】 202710．在氢原子光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式1λ＝R (112－1n 2)，n ＝2,3,4…，计算紫外线的最长波和最短波的波长.【导学号：55272093】【解析】 根据莱曼系波长倒数公式 1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－1n 2，n ＝2,3,4… 可得λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－1n 2，n ＝2,3,4…当n ＝2时波长最长，其值为 λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－122＝134R ＝134×1.097×107m＝1.22×10－7 m.当n ＝∞时，波长最短，其值为 λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－0＝1R ＝11.097×107 m＝9.12×10－8 m.【答案】 1.22×10－7 m 9.12×10－8 m11．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n 2)，n ＝4,5,6…，R ＝1.10×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？ 【解析】 (1)帕邢系公式1λ＝R (132－1n 2)， 当n ＝6时，得λ＝1.09×10－6 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/s ，由v＝λT＝λν，得ν＝vλ＝cλ＝3×1081.09×10－6Hz＝2.75×1014 Hz.【答案】(1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2．75×1014 Hz。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第三章 第
第三章 原子结构之谜 第三节 氢原子光谱 第四节 原子的能级结构A 级 抓基础1．下列对于巴耳末公式的说法正确的是( ) A ．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B ．巴耳末公式只确定了氢原子发光中可见光部分的光的波长C ．巴耳末公式确定了氢原子发光中一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D ．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描述其他原子的发光，A 、D 错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B 错误，C 正确．答案：C2．关于玻尔建立的氢原子模型，下列说法正确的是( ) A ．氢原子处于基态时，电子的轨道半径最大B ．氢原子在不同能量态之间跃迁时可以吸收任意频率的光子C ．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小D ．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，系统的电势能减小解析：根据电子轨道半径公式r n ＝n 2r 1，可知，处于基态时电子的轨道半径最小，故A 错误；根据跃迁时吸收光子的能量差公式ΔE ＝E m －E n 可知，跃迁时可以吸收特定频率的光子，故B 错误；氢原子吸收能量后从低能级向较高能级跃迁，能级增大，总能量增大，根据ke 2r 2＝m v 2r知，核外电子的动能减小，则电势能增大，电子绕核旋转的半径增大，故C 正确，D 错误． 答案：C3．大量原子从n ＝4的激发态向低能态跃迁时，产生的光谱线数是( ) A ．2条 B ．4条 C ．6条 D ．8条解析：从n ＝4向低能级跃迁有3条，从n ＝3向低能级跃迁有2条，从n ＝2向低能级跃迁有1条，总共6条，即N ＝n （n －1）2.答案：C4．欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是( )①用10.2 eV 的光子照射 ②用11 eV 的光子照射 ③用14 eV 的光子照射 ④用11 eV动能的电子碰撞A．①②③B．①③④C．②③④D．①②④解析：①用10.2 eV的光子照射，即(－13.6＋10.2)eV＝－3.4 eV，跃迁到第二能级，故①正确；②因为(－13.6＋11)eV＝－2.6 eV，不能被吸收，故②错误；③用14 eV的光子照射，即(－13.6＋14)eV＞0，氢原子被电离，故③正确；④用11 eV的动能的电子碰撞，可能吸收10.2 eV能量，故④正确．综上所述，故B正确，A、C、D错误．答案：B5．汞原子的能级图如图所示，现让一束光子能量为8.8 eV的单色光照射到大量处于基态(能级数n＝1)的汞原子上，能发出6种不同频率的色光．下列说法中正确的是( )A．最长波长光子的能量为1.1 eVB．最长波长光子的能量为2.8 eVC．最大频率光子的能量为2.8 eVD．最大频率光子的能量为4.9 eV解析：由题意知，吸收光子后汞原子处于n＝4的能级，向低能级跃迁时，最大频率的光子能量为(－1.6＋10.4) eV＝8.8 eV，最大波长的光子能量为(－1.6＋2.7) eV＝1.1 eV，故A正确．答案：A6．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( )A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大解析：根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：k e2r2＝mv2r，又E k＝12mv2，所以E k＝ke22r.由此式可知：电子离核越远，r越大时，电子的动能越小，故A、C错；由r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D正确．答案：DB级提能力7.(多选)设氢原子由n＝3的状态向n＝2的状态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子．则氢原子( )A．跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B．由n＝2的状态向n＝1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC．由n＝2的状态向n＝3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED．由n＝4的状态向n＝3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν解析：原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，A错；由n＝2的状态向n＝1的状态跃迁时，能量比由n＝3的状态向n＝2的状态跃时要大，所以放出光子的能量大于E，B项正确；由n＝2的状态向n＝3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n＝3的状态向n＝2的状态跃迁时放出的能量E，C项正确；由n＝4的状态向n＝3的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于ν，D项错．答案：BC8．如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有( )A．15种B．10种C．4种D．1种解析：吸收13.06 eV能量后氢原子处于量子数n＝5的激发态，故可产生10种不同波长的光，故B正确．答案：B9．氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，已知氢原子各定态能量与基态能量之间关系为E n ＝E 1n2，式中n ＝2、3、4、5…( )A ．若氢原子处于n ＝2的定态，该氢原子的电离能为10.2 eVB ．若氢原子处于n ＝2的定态，该氢原子的电离能为3.4 eVC ．一个处于n ＝3定态的氢原子在向基态跃迁时最多放出3种频率的光子D ．氢原子从n ＝4定态向n ＝3定态时要放出光子，电子的动能减小解析：量子数n ＝2时，能级时的能量为E 2＝1n 2E 1＝122×(－13.6 eV)＝－3.4 eV ，因此该氢原子的电离能为3.4 eV ，故A 错误，B 正确；一个处于n ＝3定态的氢原子在向基态跃迁时，最多可释放出2种不同频率的光子，故C 错误；从n ＝4定态向n ＝3定态时要放出光子，但电子的动能增加，故D 错误．答案：B10．原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( )A ．发出波长为λ1－λ2的光子B ．发出波长为λ1λ2λ1－λ2的光子C ．吸收波长为λ1－λ2的光子D ．吸收波长为λ1λ2λ1－λ2的光子解析：根据题意画出能级图如图所示，则E a －E b ＝h c λ1 ，E c －E b ＝hcλ2，得E c －E a ＝hcλ2－hcλ1，设由a 到c 吸收光子的波长为λ 则hcλ2－hc λ1＝h cλ， 可知λ＝λ1λ2λ1－λ2，A 、B 、C 错，D 正确．答案：D11．处于量子数n ＝3的激发态的氢原子，向低能态跃迁时有三种可能，所产生的光谱线波长分别是λ31、λ32、λ21，这三个波长之间的关系是( )A ．λ31＝λ32＋λ21 B.1λ31＝1λ32＋1λ21 C ．λ32＝λ31＋λ21D.1λ32＝1λ31＋1λ21解析：n ＝3跃迁到n ＝1能级所释放光子的能量等于n ＝3跃迁到n ＝2，n ＝2跃迁到n ＝1能级释放的光子能量之和，有ν31＝ν32＋ν21，根据λ＝cν和ν31＝ν32＋ν21得1λ31＝1λ32＋1λ21，故A 、C 、D 错误，B 正确． 答案：B12．氢原子在基态时轨道半径r 1＝0.53×10－10m ，能量E 1＝－13.6 eV.当氢原子处于基态时，求：(1)电子的动能； (2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？(已知电子质量m ＝9.1×10－31kg)解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v 1，则，k e 2r 21＝mv 21r 1，所以电子动能 E k1＝12mv 21＝ke 22r 1＝9×109×（1.6×10－19）22×0.53×10－10×1.6×10－19≈13.6 (eV)．(2)因为E 1＝E k1＋E p1，所以E p1＝E 1－E k1＝－13.6 ev －13.6 ev ＝－27.2 eV. (3)设用波长λ的光照射可使氢原子电离：hcλ＝0－E 1.所以λ＝－hc E 1＝6.63×10－34×3×10813.6×1.6×10－19m ≈9.14×10－8m.答案：(1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)9.14×10－8m。
高中物理选修3-5课时作业5：18.3 氢原子光谱
18.3 氢原子光谱
A 组（反馈练）
1．对于光谱，下面的说法中正确的是（ ）
A ．大量原子发光的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱
B ．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成
C ．太阳光谱是连续谱
D ．太阳光谱是线状谱
2．下列说法正确的是（ ）
A ．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B ．据巴耳末公式可知，只要n 取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条
C ．巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分
D ．氢原子光谱是线状谱的一个例证 B 组（拓展练）
1．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22
1
11()3R n λ=-（n=4，5，6…），711.1010R m -=⨯。
若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：
（1）n=6时，对应的波长；
（2）帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n=6时，传播频率为多大？
2．在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n ，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？
参 考 答 案
A 组（反馈练）
1．BD ， 2．CD
B 组（拓展练）
1．（1）61.0910m -⨯， （2）8310/m s ⨯，142.7510HZ ⨯ 2．773=6.5104=4.810n m n m λλ=⨯=⨯——时，，时， 氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱。
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一、单项选择题
1．关于光谱和光谱分析，下列说法不．
正确的是( ) A ．太阳光谱是连续光谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学元素的组成
B ．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，是吸收光谱
C ．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用吸收光谱，但不能用连续光谱
D ．煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱是线状谱
解析：选A.太阳光谱是吸收光谱，这是由于太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，A 错误．由吸收光谱产生的条件知B 正确．光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，所以C 正确．煤气灯火焰上的钠盐呈稀薄气体状态，因此也是线状谱，故D 正确．
2．关于线状谱，下列说法中正确的是( )
A ．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B ．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C ．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同
D ．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
解析：选C.每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C 正确．
3．下列说法正确的是( )
A ．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C ．巴耳末系只是氢原子光谱中的可见光部分
D ．氢原子光谱是线状光谱的一个例证
答案：D
4．下列说法不．
正确的是( ) A ．巴耳末线系光谱线的条数只有4条
B ．巴耳末线系光谱线既有可见光，又有紫外光
C ．氢原子光谱中除了巴耳末系还有其他线系
D ．巴耳末线系在可见光范围内只有4条
解析：选A.巴耳末线系既有见光，又有紫外光，但在可见光区域只有4条光谱线．氢原子光谱除了巴耳末系还有莱曼系、帕邢系等，故正确的是B 、C 、D ，只有A 项错误．
5．下列氢原子的线系中对波长最短波进行比较，其值最小的是( )
A ．巴耳末系
B ．莱曼系
C ．帕邢系
D ．布喇开系
解析：选B.根据公式1λ
＝T (m )－T (n )，m <n 当m ＝1，n ＝2、3、4、5…为莱曼系[在紫外区]
当m ＝2，n ＝3、4、5、6…为巴耳末系[在可见光区]
当m ＝3，n ＝4、5、6…为帕邢系[在近红外区]
当m ＝4，n ＝5、6、7…为布喇开系[在红外区]
从红外区到紫外区，波长依次减小，所以波长最短的是莱曼系．
6．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )
A.59
B.49
C.79
D.29
解析：选A.由巴耳末公式1λ
＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，… 当n ＝∞时，最小波长1λ1＝R 122，① 当n ＝3时，最大波长1λ2
＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，② 由①②得λ1λ2＝59
. 7．对于巴耳末公式下列说法正确的是( )
A ．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应
B ．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长
C ．巴耳末确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光
D ．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长
解析：选C.巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A 、D 错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B 错误，C 正确．
二、双项选择题
8．要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是( )
A ．使固体钠在空气中燃烧
B ．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气
C ．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气
D ．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气
解析：选BC.炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A 错误；稀薄气体发光产生线状谱，B 正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D 错误．
9．对于光谱，下面的说法中正确的是( )
A ．大量原子发光的光谱是连续光谱，少量原子发光的光谱是线状光谱
B ．线状光谱是由不连续的若干波长的光所组成
C ．太阳光谱是连续光谱
D ．太阳光谱是吸收光谱
解析：选BD.原子光谱体现原子的特征，是线状光谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状光谱都一样，故A 错；B 项是线状光谱的特征，故正确；太阳周围元素的低温蒸气吸收了部分频率的光，故太阳光谱是吸收光谱，故C 错．
☆10.如图甲所示是a 、b 、c 、d 四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )
A ．a 元素
B ．b 元素
C ．c 元素
D ．d 元素 解析：选BD.将a 、b 、c 、d 四种元素的线状谱与乙图中对照，可知，矿物中缺少b 、d
元素．
三、非选择题
11．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线．其波长
分别为654.55×10－9 m 和484.85×10－9 m ，求所对应的n .
解析：据巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，得1654.55×10－9
＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 21，所以n 1＝3，1484.85×10－9
＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 22，所以n 2＝4. 答案：3、4
12．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ
＝R ⎝⎛⎭
⎫132－1n 2，n ＝4、5、6、…，R ＝1.10×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：
(1)n ＝6时，对应的波长．
(2)帕邢系形成的谱线是在真空中的波速为多大？n ＝6时，频率为多大？
解析：(1)若帕邢系公式1λ
＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，当n ＝6时，得λ＝1.09×10－6 m. (2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速
c ＝3×108 m/s.
由v ＝λT ＝λν，得ν＝c λ
＝2.75×1014 Hz. 答案：(1)1.09×10－6 m
(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz。