高中物理第十八章原子结构氢原子光谱课堂导引素材新人教选修
高中物理第十八章原子结构第三节氢原子光谱课堂探讨学
3.氢原子光谱课堂探讨探讨一光谱分类和光谱分析问题导引如图所示，白光通过三棱镜后，由于棱镜对不同色光的折射率不同，从而使白光分解成单色光，形成从红到紫依次按顺序排列的彩色光带，这种复色光分解为单色光的现象叫光的色散，形成的彩色光带称为光谱。
由于光波是原子内部电子运动产生的，各类物质原子内部的电子运动不同，因此产生的光波不同，故研究各类物质发光的光谱，对熟悉物质内部结构及其运动规律具有重要意义。
那么光谱能够分为哪几种？提示：能够分为发射光谱和吸收光谱。
名师精讲1．光谱的分类2．线状谱和持续谱的不同的地方线状谱连续谱形状特征一条条分立的谱线连在一起的光带(1)太阳光谱的特点：在持续谱的背景上出现一些不持续的暗线，是一种吸收光谱。
(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各类颜色的光，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，抵达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了持续谱背景下的暗线。
4．光谱分析(1)长处：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g。
(2)应用：①应用光谱分析发觉新元素。
②辨别物体的物质成份。
研究太阳光谱时发觉了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素。
③应用光谱分析鉴定食物好坏。
警示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，二者都可用作光谱分析。
【例题1】下列说法中正确的是( )A．进行光谱分析，能够用线状谱，也能够用吸收光谱B．光谱分析的长处是超级灵敏而迅速C．使一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气，取得吸收光谱，就可以够对前者的化学组成进行分析D．摄下月球的光谱，能够分析出月球是由哪些元素组成的解析：由于每种元素都有自己的特征谱线，因此，能够按照光谱来辨别物质和肯定它的化学组成，所以光谱分析能够用线状谱或吸收光谱，A项正确；光谱分析的长处是灵敏而迅速，B项正确；分析某种物质的组成，可用白光照射其低压蒸气产生的吸收光谱进行，C项错误；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素，D项错误。
高中物理 第十八章 原子结构 3 氢原子光谱导学案 新人
3 氢原子光谱[目标定位] 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.能说出经典物理学在解释原子的稳定性和原子光谱分立特性上的困难．一、光谱和光谱分析[问题设计]根据经典的电磁理论，原子的光谱是怎样的？而实际看到的原子的光谱是怎样的？答案根据经典电磁理论，原子可以辐射各种频率的光，即原子光谱应该是连续的，而实际上看到的原子的光谱总是分立的线状谱．[要点提炼]1．光谱的定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2光谱分类产生条件光谱形式发射光谱连续谱炽热固体、液体和高压气体发光形成连续分布，一切波长的光都有线状谱(原子光谱) 稀薄气体发光形成一些不连续的亮线组成．不同元素谱线不同(又叫特征谱线)吸收光谱炽热的白光通过温度较低的气体后，某些波长的光被吸收后形成用分光镜观察时，见到连续谱背景上出现一些暗线(与特征谱线对应)3.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)产生原因：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，这就形成了连续谱背景下的暗线．4．光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析．(1)优点：灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10g 时就可以被检测到．(2)应用：a.发现新元素；b.鉴别物体的物质成分． (3)用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱． 二、氢原子光谱的实验规律1．巴耳末公式 1λ＝R (122－1n2)，n ＝3,4,5，…式中R 叫做里德伯常量，实验值为R ＝1.10×107 m －1. (1)公式特点：第一项都是122；(2)巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征． 2．其他公式氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线满足与巴耳末公式类似的关系式．如莱曼系在紫外光区，公式为1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－1n 2，其中n ＝2,3,4，… 三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验． 2．困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．一、光谱和光谱分析例1 关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( ) A ．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱 B ．霓虹灯产生的是线状谱C ．进行光谱分析时，只能用明线光谱D ．同一元素吸收光谱的暗线与线状谱的位置是一一对应的解析 太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为线状谱． 答案 BD例2 关于太阳光谱，下列说法正确的是( ) A ．太阳光谱是吸收光谱B ．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素 解析 太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，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，所以分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成． 答案 AB二、氢原子光谱的实验规律例3 巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，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 ．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式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解析 巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C 、D 正确． 答案 CD例4 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29解析 由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，… 当n →∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R 122，当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132，得λ1λ2＝59. 答案 A1．(光谱和光谱分析)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不同，但各种原子的原子光谱可能是相同的D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案 D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均错误；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．2．(光谱和光谱分析)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，下列说法中正确的是( )A．利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分C．高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D．我们观察月亮射来的光的光谱，可以确定月亮的化学组成答案 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其它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，与高温物体无关，C错误；月亮反射到地面的光是太阳光，D错误．3．(氢原子光谱的实验规律)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．巴耳末公式中的n可以连续取值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答案 D4．(氢原子光谱的实验规律)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(132－1n2)，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n＝6时，对应的波长为多大？答案 1.09×10－6 m解析由帕邢系的公式1λ＝R(132－1n2)，当n＝6时，得λ≈1.09×10－6 m.题组一光谱和光谱分析1．关于光谱，下列说法正确的是( )A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱答案ACD解析炽热的液体的光谱为连续谱，所以选项A正确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，所以选项B错误．线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，所以选项C正确．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，所以选项D正确．2．白炽灯发光产生的光谱是( )A．连续谱 B．明线光谱C．原子光谱 D．吸收光谱答案 A解析白炽灯发光是灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱．3．下列关于光谱的说法正确的是( )A．炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱B．各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案AB解析吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是一一对应的，所以B正确．而气体发光时，若是高压气体发光则形成连续谱，若是稀薄气体发光则形成线状谱，故A正确，C错误．甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，D错误．4．关于光谱，下列说法中正确的是( )A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱答案 B解析原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论有多少，其发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错误；由线状谱的特征知，B正确；太阳光谱是吸收光谱，C、D错误．5．关于物质的吸收光谱和线状谱之间的关系，下列说法中正确的是( )A．吸收光谱和线状谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关B．同种物质吸收光谱中的暗线跟它线状谱中的明线相对应C．线状谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应D．线状谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定物质的化学组成答案BD解析线状谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是线状谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C 错误；线状谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D正确；同种物质吸收光谱中的暗线与它线状谱中的明线相对应，B正确，A错误．6．对于线状谱，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 C7．如图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( )图1A．a元素 B．b元素C．c元素 D．d元素答案BD解析将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照．题组二氢原子光谱的实验规律8．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答案 C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．9．下列说法不正确的是( )A．巴耳末系光谱线的条数只有4条B．巴耳末系光谱线有无数条C．巴耳末系中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末系在可见光范围内只有4条答案 A解析巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．故B、C、D正确，A错误．10．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1，其次为E2，则E1E2为( )A.2027B.2720C.23D.32 答案 A11．根据巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，计算n ＝3,4,5,6时的波长．答案 654.55 nm 484.85 nm 432.90 nm 409．09 nm解析 由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2可得 当n ＝3时，1λ1＝1.10×107×⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132 m －1，故λ1≈6.545 5×10－7m ＝654.55 nm同理：当n ＝4时，λ2≈4.848 5×10－7m ＝484.85 nm 当n ＝5时，λ3≈4.329 0×10－7m ＝432.90 nm 当n ＝6时，λ4≈4.090 9×10－7 m ＝409.09 nm.。
高中物理新人教版选修3-5精品课件：第十八章 原子结构 第三节 氢原子光谱
早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象， 并把实验中得到的彩色光带叫做光谱
1.发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 发射光谱可分为两类：
(1)连续光谱
(2)线状光谱。
（1）连续光谱 炽热的固体、液体及高压气体的光谱，是由 连续分布的一切波长的光组成的，这种光谱 叫做连续光谱。 例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水 发出的光都形成连续光谱。
各种光谱的特点及成因：
发 射 光 谱 定义：由发光体直接产生的光谱 产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发 连续光谱 光形成的 光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有 线状光谱 产生条件：稀薄气体或金属蒸气形成的
｛
光 谱
｛ 光谱形式：一些不连续的亮线组成，不同
元素的线状光谱不同（又叫特征光谱）
定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的 吸 收 光 产生条件：炽热的白光（连续光谱）通过低温物质形 谱 成的
二、氢原子光谱
1 1 R( 2 2 ) n 3, 4,5,... 2 n 7 1 巴耳末公式 R=1.10 10 m 里德伯常量
1
后来发现的氢光谱其他线系
莱曼系 帕邢系
1 1
布喇开பைடு நூலகம் 1
普丰德系
1
1 1 R( 2 2 ) 1 n 1 1 R( 2 2 ) 3 n 1 1 R( 2 2 ) 4 n 1 1 R( 2 2 ) 5 n
（2）线状光谱 只含有一些不连续的亮线的光谱。 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是线状光谱。 各种原子的发射光谱都是线状光谱， 不同原子的亮线位置不同, 也叫原子的特征谱线。
2吸收光谱 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，某些波长的光被低温物质吸 收后产生的光谱，叫做吸收光谱。 低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温 时发出的光。 因此吸收光谱中的暗谱线与线状光谱相对应，也是 原子的特征谱线。
高中物理第十八章原子结构3氢原子光谱课件新人教版选修3_5
3.光谱分析 (1)定义:由于每种原子都有自己的特征谱线,因此可以根据光谱 来鉴别物质和确定它的化学组成,这种方法叫作光谱分析。 (2)优点:非常灵敏而且迅速现它的特征谱线并将其查出来。 (3)应用:检查物体的纯度;鉴别和发现元素;天文学上光谱的红 移表明恒星的远离等。
4.巴耳末公式的意义 巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱,即辐射波长 的分立性。
预习交流 2 氢原子光谱中的紫外、红外区的谱线系有什么规律?
答案:氢原子光谱中的紫外、红外区的谱线满足与巴耳末类似的 公式。
(1)赖曼系(在紫外区)。 1������=R(112 − ���1���2),n=2,3,4,… (2)帕邢系(在近红外区)。 1������=R(312 − ���1���2),n=4,5,6,… (3)布喇开系(在红外区)。 1������=R(412 − ���1���2),n=5,6,7,… (4)普丰德系(在远红外区)。 1������=R(512 − ���1���2),n=6,7,8,…
(2)吸收光谱:高温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产生的光谱。
光谱特点:在连续谱的背景上由若干条暗线组成。例如:太阳光 谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸 收光谱。
2.原子的特征谱线 (1)每种原子都有一定特征的线状谱。不同原子产生的线状谱是 不同的,但同种原子产生的线状谱是相同的。 某种物质的原子可从其线状谱加以鉴别,因此称原子的线状谱 的谱线为这种元素原子的特征谱线。 (2)各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线谱 中的一条明线相对应。即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特 定的,因此吸收光谱中的暗线也是该原子的特征谱线。
简答:光谱分析可以检测半导体材料硅和锗是不是达到高纯度 要求;光谱分析可以帮助人们发现新元素;光谱分析可以研究天体的 成分;光谱分析可以鉴定食品的优劣;光谱分析还可以鉴定文物等。
高中物理 第十八章 原子结构 3 氢原子光谱学案 新人教
3 氢原子光谱学习目标知识脉络1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念．(重点)2．知道氢原子光谱的实验规律．(重点)3．知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征．(难点)光谱[先填空]1．定义用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．2．分类(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱．(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱．3．特征谱线各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线．4．光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分．(2)优点：灵敏度高．[再判断]1．各种原子的发射光谱都是连续谱．(×)2．不同原子的发光频率是不一样的．(√)3．线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质．(×)[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．[合作探讨]太阳光谱是在连续光谱的背景下出现一些不连续的暗线．探讨1：某种元素的原子光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线具有什么关系？【提示】一一对应关系．探讨2：利用太阳光谱能分析得出太阳内部含有哪些元素吗？【提示】不能，只能分析太阳大气层中含有的元素．[核心点击]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。
高中物理第18章原子结构第3节氢原子光谱课件新人教版选修3
高中物理第18章原子结构第3节氢原子光谱课件新人教版选修3
2021/4/17
高中物理第18章原子结构第3节氢原子光谱课件新人教版选
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修3
第十八章
原子结构
第三节 氢原子光谱
素养目标定位
※ 了解光谱的定义与分类 ※ 理解氢原子光谱的实验规律，知道何为巴耳末系 ※ 了解经典原子理论的困难
素养思维脉络
1．光谱的分类 光谱—→发射光谱→→→定连光线原义续谱状子：光光产光由谱谱生谱发条形光产光件式体生谱明：：直条形线炽连接件成光热续产：：谱的分生稀一不固布的薄些同体，光气不、一又谱体连液切叫发续体波特光的和长征形明高的光成线压光谱的组气都 光成体有谱，发不光同形元成素的的
吸→定义：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 →收光谱→→产光生谱与条形特件成征：：谱炽用线热分相的光对白镜应光观 通察过时温，度见较到白连光续低光的谱气背体景后上，出再现色一散些形暗成线的
知识点 3 经典理论的困难
1．核式结构模型的成就 正确地指出了___原__子__核___的存在，很好的解释了__α_粒__子__散__射__实__验____。 2．经典理论的困难 经 典 物 理 学 既 无 法 解 释 原 子 的 __稳__定__性____ 又 无 法 解 释 原 子 光 谱 的 __分__立__特__征____。
4．其他谱线 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。
典例 2
巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式
1 λ
＝
R(212－
1 n2
)
，
式
中
n＝
3,4,5，…在氢原子光谱可见光区，最长波长与最短波长之比为
高中物理第十八章原子结构第三节氢原子光谱预习导航学案新人教选修
3.氢原子光谱预习导航光的色散1．光谱(1)定义：用光栅或棱镜把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2)分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱。
有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，这样的光谱叫作连续谱。
(3)特征谱线：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。
不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线。
(4)光谱分析：①定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。
②优点：灵敏度高。
思考利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？提示：不能。
因为白炽灯的光谱是连续谱，不是原子的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分。
2．氢原子光谱的规律(1)研究光谱的意义：光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径。
(2)巴耳末公式：1＝R(212－21n)，n＝3,4,5，…(3)巴耳末公式的意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱，即辐射波长的分立特征。
3．经典理论的困难(1)卢瑟福核式学说的成就：卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。
(2)困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。
2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡1L 、2L ，电路中分别接入理想交流电压表1V 、2V ，和理想交流电流表1A 、2A ，不计导线电阻。
闭合开关S 后，下列说法正确的是（ ）A ．1A 示数不变，1V 示数不变，1L 变亮B ．2A 示数变大，2V 示数变大，1L 变暗C ．1A 示数变大，变压器输出功率变大，1A 与2A 示数的比值不变D ．2V 示数变大，变压器输出功率变大，1V 与2V 示数的比值不变2．图甲为研究光电效应的电路图，当用频率为v 的光照射金属阴极K 时，通过调节光电管两端电压U ，测量对应的光电流强度I ，绘制了如图乙所示的I U -图象。
高中物理第十八章原子结构3氢原子光谱课件新人教版选修35
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．
【典例 1】 (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，
正确的是( ) A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都
小试身手
1．(多选)关于光谱，下列说法正确的是( ) A．炽热的液体发射连续谱 B．发射光谱一定是连续谱 C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析 D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱
解析：炽热的液体的光谱为连续谱，所以选项 A 正 确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，所以选项 B 错误．线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可 以对物质成分进行分析，所以选项 C 正确．霓虹灯发光 形成的光谱是线状谱，所以选项 D 正确．
解析：根据玻尔理论可知，氢原子的能量不连续的， 辐射的光子的能量是不连续的，辐射的光子频率满足 hν ＝Em－En，所以辐射的光子频率不连续.故 D 正确，A、 B、C 错误.
答案：D
拓展一 理解光谱的分类和光谱分析 1．光谱的分类．
2．太阳光谱． (1)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．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说 明原子只发射特定频率的光．不同原子发射的线状谱的 亮线位置不同，说明不同原子发光频率是不一样的，因 此这些亮线称为原子的特征光谱．
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3 氢原子光谱互动课堂疏导引导1.线状谱和连续谱的不同之处巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式)121(122n R -=λn=3，4，5，…可见n 取整数，不能取连续值，故波长也只能是分立的值. 除巴耳末系之外，处于紫外区的赖曼系，处于红外区的帕邢系，及处于红外区的布拉开系等也都属于氢原子光谱，这些谱线的波长公式也都与巴耳末公式相类似.表示为：赖曼系)111(122nR -=λ,n=2,3,4，… 巴耳末系)121(122nR -=λ,n=3,4,5，… 帕邢系)131(122nR -=λ,n=4,5，6，… 布喇开系)141(122nR -=λ,n=5，6，7，… 普丰特系)151(122n R -=λ,n=6,7,8，… 显然氢原子光谱的波数可以表达为 )11(122nm R -=λ， 式中m=1,2,3,…;对每一个m,n=m+1,m+2,m+3,…构成一个谱线系.3.用经典（电磁）理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到的困难（1）用经典理论研究原子的稳定性：核外电子没被库仑力吸引到原子核上⇒电子以很大速度绕核运动−−−−−−−→−零绕核运动的加速度不为电磁场变化⇒向外辐射电磁波−−−−−−−−→−射出去能量以电磁波的形式辐能量减少⇒电子绕核运行轨道半径减小⇒电子做螺旋线运动最后落到原子核上.（2）用经典理论研究原子光谱电子绕核运动时辐射电磁波的频率应等于电子绕核运行的频率，电子越转能量越小，轨道半径不断减小，运行频率不断改变，这个变化有连续性⇒原子辐射电磁波的频率也要不断变化⇒大量原子发光的光谱应该是连续谱.（3）据经典理论，以上推理都是正确的，但推出的结果与现实不相符，说明经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象.活学巧用]【例1】对原子光谱，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，所以各种原子的原子光谱是相同的C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D.分析物质发光的光谱，可以鉴定物质中含哪些元素思路解析：原子光谱为线状谱，A 正确.各种原子都有自己的特征谱线，故B 错C 对.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：ACD【例2】关于巴耳末公式)121(122n R -=λ的理解，正确的是…（ ） A.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B.公式中n 可取任意值，故氢光谱是连续谱C.公式中n 只能取整数值，故氢光谱是线状谱D.公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱思路解析：此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区的14条谱线中得到的，只适用于氢光谱的分析，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：AC【例3】在可见光范围内波长最长的2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？ 思路解析：据公式)121(122n R -=λn=3,4,5,… 当n=3 时，波长λ最大，其次是n=4时，当n=3时，)9141(1010.1171-⨯⨯=λ 解得λ1=6.5×10-7m.当n=4时，)16141(1010.1172-⨯⨯=λ 解得λ2=4.8×10-7m.氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱.答案：n=3时，λ=6.5×10-7m,n=4时，λ=4.8×10-7m.氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的.【例4】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)131(122nR -=λ,n=4,5,6,…R=1.10×107m -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？思路解析：（1）若帕邢系公式)131(122nR -=λ,当n=6时，得λ=1.09×10-6m. （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=3×108m/s,由v T v λλ==，得681009.1103-⋅⋅==λcv Hz =2.75×1014Hz. 答案：（1）1.09×10-6m（2）3×108m/s 2.75×1014Hz高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题1．利用图像描述物理过程、探寻物理规律是物理学研究中常用的方法。
如图所示是描述某个物理过程的图像，对相应物理过程分析正确的是A．若该图像为质点运动的位移-时间图像，则质点在1秒末改变了运动方向B．若该图像为质点运动的速度-时间图像，则质点在前2秒内的路程等于0C．若该图像为一条电场线上电势随位置变化的图像，则可能是等量异号点电荷的电场线中的一条D．若该图像为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图像，则闭合线圈中一定产生恒定的电动势2．有关近代物理内容的叙述，下列说法正确的是A．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构B．一群处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能发出6种不同频率的光C．原子核发生一次β衰变，原子序数增加1D．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小3．位于A、B处的两个带不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势线，下列说法中正确的是A．正电荷从c点移到d点，静电力做负功B．a点和b点的电势不相同C．负电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力不做功，电势能不变4．在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。
设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则对撞后转化成光子的波长等于A． B．C． D．5．3个质量分别为m1、m2、m3的小球,半径相同,并排悬挂在长度相同的3根竖直绳上,彼此恰好相互接触.现把质量为m1的小球拉开一些,如图中虚线所示,然后释放,经球1与球2、球2与球3相碰之后,3个球的动量相等.若各球间碰撞时均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,不计空气阻力,则m1:m2:m3为( )A．6:3:1 B．2:3:1 C．2:1:1 D．3:2:16．在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫微元法B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验采用了假设法C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这里采用了实验和逻辑推理相结合的方法二、多项选择题7．两列简谐横波A、B分别沿x轴正、负方向传播，两列波的波速大小相等，振幅均为10 cm。
如图所示，在t=0时刻，两列波恰好分别传播到x=-2 cm和x=2 cm的位置。
下列说法正确的是____。
A．两列波将同时传到坐标原点0B．t=0时刻，P、Q两质点振动的方向相同C．A、B两列波相遇后将会产生稳定的干涉现象D．两列波的波源开始振动时的方向相同E．当M点的振动形式传播到坐标原点时，x=0处的质点偏离平衡位置的位移为10 cm8．如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为。
线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流的有效值为B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为D．线框转一周的过程中，产生的热量为9．如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。
一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。
使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°<θ<90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。
在玻璃砖转白光动过程中，以下说法正确的是___________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错一个扣3分，最低得分为0分)A．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象B．在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象C．红光在玻璃砖中传播速度最小D．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动E. 玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光10．某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。
当用某一频率的光照射光电管的阴极时，会发生光电效应现象，电流计中有电流通过。
闭合电键，在阳极和阴极之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此时电压表的电压值称为反向截止电压。
现用频率为的绿光照射阴极，测量到反向截止电压为，设电子电量为，普朗克常量为，则（）A．逸出的光电子的最大初动能为B．阴极的逸出功C．如改用紫光照射，则光电子的最大初动能一定增大D．如改用紫光照射，则阴极的逸出功一定增大三、实验题11．屋檐边缘距水平地面7.2m高，从屋檐上落下的水滴作自由落体运动．已知屋檐上每隔T=0.2s落下一滴水，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）水滴落到地面时的速度大小．（2）当第一滴水落到地面时，第二滴水距离地面的高度．12．一质量为M=5 kg、长L=5 m的平板车静止在光滑的水平地面上，平板车上表面距地面的高度h=0.8 m。
一质量为m=1 kg、可视为质点的滑块以v0=8 m／s的水平初速度从左侧滑上平板车，滑块和平板车间的动摩擦因数μ=0.5。
g取10 m/s2。
求：（1）滑块经多长时间滑到平板车右端；（2）滑块落地时离平板车右端距离。
四、解答题13．从地面上以初速度v0=20m/s竖直向上抛出一质量为m=2kg的小球，若运动过程中小球受到的空气阻力与其速率成正比关系，小球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1=10m/s，且落地前球已经做匀速运动，重力加速度g=10m/s2．求：（1）小球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；（2）小球抛出瞬间的加速度大小．14．如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，是电阻为的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计。