高中物理选修3-5“同课异构”教学习题：第18章 训练3(含答案)
高中物理,选修3---5,第十八章《原子结构》,新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)
高中物理选修3---5第十八章《原子结构》新课教学课时同步强化训练汇总1.《电子的发现》课时同步强化训练（附参考答案）2.《原子的核式结构模型》课时同步强化训练（附参考答案）3.《氢原子光谱》课时同步强化训练（附参考答案）4.《波尔德原子模型》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十八章《原子结构》单元检测§§18.1《电子的发现》课时同步强化训练1．关于阴极射线的性质，判断正确的是( ) A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小2．如图1所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则( )图1A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流方向来实现D．电子的径迹与AB中电流的方向无关3．下列说法正确的是( ) A．电子是原子核的组成部分B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C．电子电荷量的数值约为1.602×10－19 CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷4．如图2是阴极射线管示意图．接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图2A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向5．图3为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是( )图3A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v 6．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，两线圈大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R ，如图4所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点O 附近产生近似匀强磁场，且该匀强磁场的磁感应强度与线圈中的电流成正比，即B ＝kI.电子枪将灯丝溢出的电子经电压为U 的电场加速后，垂直射入上述匀强磁场中，测得电子做匀速圆周运动的半径为r ，试求电子的比荷．图47．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图5所示．图5(1)他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，射出的电子从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B．在M1、M2两极板间加合适的电场：加上极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么？C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2d2.一位同学说，这表明电子的比荷将由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？8．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图6所示．电子流平行于极板射入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流不发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流穿出平行板电容器时的偏向角θ＝115rad.已知极板长L＝3.0×10－2 m，电场强度大小为E＝1.5×104 V/m，磁感应强度大小为B＝5.0×10－4 T．求电子的比荷．图6§§18.1《电子的发现》参考答案1．AC 2．BC 3．BC 4．B 5．D 6.2UkIr27．见解析解析 依据运动的带电粒子在电场中受电场力和在磁场中受洛伦兹力，两者平衡列方程求比荷．(1)B 中荧光屏上恰好看不到亮点说明电子刚好落在正极板的近荧光屏的边缘，目的是利用极板间的距离d 表示比荷qm .C 中由于要求洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知磁场方向垂直电场方向向外(垂直于纸面向外)．(2)不正确，电子的比荷qm 是电子的固有参数，与测量所加U 、B 以及极板间距离d 无关．8．1.3×1011C/kg§§18.2《原子的核式结构模型》课时同步强化训练1．下列关于原子结构的说法正确的是( ) A．电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B．α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D．α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致2．α粒子散射实验结果表明( ) A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上3．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( ) A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子4．卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验，在α粒子散射实验中，大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是( )A．α粒子穿越金箔时距离原子核较近B．α粒子穿越金箔时距离原子核较远C．α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D．α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力5．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力6．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的( )图17．如图1所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( ) A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度的大小相同D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小8．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等9．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流．§§18.2《原子的核式结构模型》参考答案1．AB2．ABD3．C4．B5．B6．D7．CD8．ABC9．2.19×106 m/s6.58×1015 Hz2.17×10－18 J1．07×10－3 A§§18.3《氢原子光谱》课时同步强化训练1．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2．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生成连续谱B．各种原子的线状谱中的明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3．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都是线状谱B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分4．太阳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( ) 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5．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只能取大于或等于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6．对于光谱，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7．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8．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱B．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱C．做光谱分析时既可以用发射光谱，也可以用吸收光谱D．同一种物质的线状谱和吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系9．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10．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的________光谱(填“线状”或“吸收”)．§§18.3《氢原子光谱》参考答案1．A2．AB3．BC4．C5．AC6．B7．B8.C9．BD10．线状§§18.4《波尔德原子模型》课时同步强化训练1．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是( ) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说B．它发展了卢瑟福的核式结构学说C．它完全抛弃了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论2．根据玻尔理论，以下说法正确的是( ) A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差3．关于玻尔理论，下列说法正确的是( ) A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入了量子观念D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念4．如图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B 处于激发态E3，则下列说法正确的是( )图1A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E45．氢原子的能级图如图2所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，氢原子需要吸收的能量至少是( )图2A．13.6 eV B．10.20 eVC．0.54 eV D．27.20 eV6．氢原子的能级图如图3所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下列说法错误的是( )图3A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光7．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．图4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的光子，且频率依次增大，则E等于( )图4A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3D．hν48．按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，且ν1>ν2.则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将( )A．吸收频率为ν2－ν1的光子B．吸收频率为ν1－ν2的光子C．吸收频率为ν2＋ν1的光子D．释放频率为ν1＋ν2的光子9．如图5为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是()图5A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应10．若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法，一是用能量为13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV的光子照射氢原子，则( )A．两种方法都可能使氢原子电离B．两种方法都不可能使氢原子电离C．前者可使氢原子电离D．后者可使氢原子电离11．氢原子部分能级的示意图如图6所示．不同色光的光子能量如下表所示.图6处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫12．已知氢原子处于基态时，原子的能量E1＝－13.6 eV，电子的轨道半径为r1＝0.53×10－10 m；而量子数为n的能级的能量值为E n＝1n2E1，半径为r n＝n2r1.试问：(结果保留两位有效数字)(1)若要使处于n＝3的激发态的氢原子电离，至少要用频率多大的光照射氢原子？(2)氢原子处于n＝3能级时，电子在轨道上运动的动能和电子的电势能各为多少？(静电力常量k＝9×109N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)§§18.4《波尔德原子模型》参考答案1．BD2．BCD3．BC4．B5．A6．D7．C8．B9．D10．D11．A12．(1)3.6×1014 Hz (2)2.4×10－19 J(或1.5 eV)－4.8×10－19 J(或－3.0 eV)选修3---5第十八章《原子结构》单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( ) A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子；从双缝干涉实验结果看出，光波与械波是同一种波C．在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性2．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属发生光电效应，入射光的最低能量为( )A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV3．关于原子结构，下列说法中正确的是( ) A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大4．在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子( ) A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用5．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验．如图1所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明 ( )图1A．光具有波动性B．光具有波粒二象性C．微观粒子也具有波动性D．微观粒子的波是一种电磁波6．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则( ) A．电子轨道半径越小B．核外电子运动速度越大C．原子能量越大D．电势能越小7．氢原子的能级图如图2所示，一群原来处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级的过程中( )图2A．放出三种频率不同的光子B．放出六种频率不同的光子C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD．放出的光能够使逸出功为13 eV的金属发生光电效应8．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图3所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )图3A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)9．研究光电效应规律的实验装置如图4所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K射出后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压U c.下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是( )图410．用如图5所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )图5A．a光的频率一定大于b光的频率B．增大b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大二、填空题(本题共4小题，共20分)11．(5分)已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________ eV.12．(5分)黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成，每一份称为______.1905年爱因斯坦由此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为________，并成功解释了________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖．13．(5分)图6中画出了氢原子的5个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有________种．图614．(5分)如图7所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知该金属的极限频率为________，该图线的斜率表示__________．该金属的逸出功为________．图7三、计算题(本题共4小题，共40分)15．(8分)如图8所示，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，调整两个极板电压，当A极板电压比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为I＝0.64 μA，求：图8(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能．16．(8分)氢原子处于基态时，原子的能级为E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，氢原子在n＝4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？17．(12分)氢原子的能级图如图9所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少？图918．(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中最长波长是多少？选修3---5第十八章《原子结构》单元检测参考答案1．D2．B3．AD4．AD5．C6．C7．BC8．A9．ACD10．AD11．10.2 －1.5112．能量子ε＝hν光电效应爱因斯坦光电效应13．414．4.3×1014 Hz 普朗克常量h 1.78 eV15．(1)4.0×1012个9.64×10－20 J(2)8.0×1012个9.64×10－20 J16．(1)0.85 eV (2)12.75 eV17．7.65 eV18．(1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种6．58×10－7 m。
人教版物理选修3-5“同课异构”教学检测：第18章-第4节(含答案)
‘1．轨道量子化与定态(1)玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道______任意的， 只有当半径大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是 ________的．电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生__________辐射．(2)电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对应着能量的量子化，这 些量子化的能量值叫做______．这些具有确定能量的稳定状态称为______，能量最低的 状态叫做______，其他状态叫做________．也就是说，原子只能处在一系列________的 能量状态中．2．频率条件玻尔假定：当电子从能量__________的定态轨道跃迁到能量______的定态轨道时，会辐 射出能量为________的光子，反之会________光子．频率条件表达式为____________．3．玻尔理论对氢光谱的解释(1)玻尔理论解释巴耳末公式：按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能 量为hν＝E m －E n ；巴耳末公式中的正整数n 和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后的 __________的量子数n 和2，并且理论上的计算和实验测量的______________符合得很 好，同样，玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系．(2)解释气体导电发光：气体放电管中的原子受到______________的撞击，有可能跃迁到 激发态，激发态是不稳定的，会自发地向低能级跃迁，放出光子．(3)解释氢光谱的不连续：原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量等于前后____．由于原子的能级是________的，所以放出的光子的能量也是________的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线．4．玻尔模型的局限性(1)玻尔理论的成功之处：玻尔的原子理论第一次将__________引入原子领域，提出了 ______和______的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．(2)玻尔理论的局限性：对更复杂的原子发光，玻尔理论却无法解释，它的不足之处在于 过多地保留了__________，仍然把电子的运动看成是经典力学描述下的轨道运动．【概念规律练】知识点一 玻尔的原子理论1．根据玻尔的原子模型，原子中核外电子绕核运转的半径( )A ．可以取任意值B ．可以在某一范围内取任意值C ．可以取一系列不连续的任意值D ．是一系列不连续的特定值2．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )A ．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，但不向外辐射能量B ．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的 分布是不连续的C ．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D ．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率知识点二 原子的跃迁3．根据玻尔理论，某原子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E ′的轨道，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，E ′等于( )A ．E －h λcB ．E ＋h λcC．E－h cλD．E＋hcλ4．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，原子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大【方法技巧练】一、原子跃迁过程放出或吸收光子的能量的计算图15．如图1中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E n.用下列几种能量的光子照射处于基态的原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是()A．9 eV的光子B．12 eV的光子C．10.2 eV的光子D．15 eV的光子6．设氢原子从基态向n＝2能级跃迁时，吸收的光子波长为λ1，从n＝2激发态向n＝3 能级跃迁时，吸收的光子波长为λ2，则氢原子从n＝3激发态向低能级跃迁时，所辐射光子的波长可能为()A．λ1B．λ2C．λ1＋λ2D.λ1λ2λ1＋λ2二、氢原子跃迁放出光子种类的分析方法7．已知氢原子的能级结构如图2所示，可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下列有关说法错误的是()图2A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光1．根据玻尔理论，以下说法正确的是()A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做圆周运动，但并不向外辐射能量C ．原子内电子的可能轨道是不连续的D ．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差2．原子的能量量子化现象是指( )A ．原子的能量是不可以改变的B ．原子的能量与电子的轨道无关C ．原子的能量状态是不连续的D ．原子具有分立的能级3．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( )A ．电子的动能B ．电子的电势能C ．电子的电势能与动能之和D ．电子的动能、电势能和原子核能之和4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A ．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B ．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条明线C ．只能吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D ．只能发出频率一定的光子，形成光谱中的一条明线5．有关氢原子光谱的说法正确的是( )A ．氢原子的发射光谱是连续谱B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关图36．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E 1＝ －54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦 离子吸收而发生跃迁的是( )A ．40.8 eVB ．43.2 eVC ．51.0 eVD ．54.4 eV7．氢原子处于量子数n ＝3的状态时，要使它的核外电子成为自由电子，吸收的光子能 量应是( )A ．13.6 eVB ．3.5 eVC ．1.51 eVD ．0.54 eV8．氢原子从能量为E 1的较高激发态跃迁到能量为E 2的较低激发态，设真空中的光速为 c ，则( )A ．吸收光子的波长为c (E 1－E 2)hB ．辐射光子的波长为c (E 1－E 2)hC ．吸收光子的波长为ch E 1－E 2D ．辐射光子的波长为chE 1－E 2图49．氢原子的部分能级如图4所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子()A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光10．图5所示为氢原子的能级图．一群处于n＝4激发态的氢原子，发生跃迁时可观测到氢原子发射不同波长的光有多少种()图51n＝－13.6n2eV.(1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(2)计算这几种光谱线中最短的波长．(静电力常量k＝9×109N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3.00×108m/s)第4节玻尔的原子模型课前预习练1．(1)不是量子化电磁(2)能级定态基态激发态不连续2．较高较低hν吸收hν＝E m－E n3．(1)定态轨道里德伯常量(2)高速运动的电子(3)两能级差分立分立4．(1)量子观念定态跃迁(2)经典理论课堂探究练1．D2．ABC点评 解答本题应注意把握以下三点：(1)电子的轨道是一些不连续的某些分立的值，不同轨道对应不同的能量值．(2)电子在可能的轨道上，不向外辐射能量，状态稳定，原子处于一系列不连续的能量状态．(3)原子从一种定态跃迁到另一种定态时要吸收或辐射一定频率的光子．3．C4．D5．CD方法总结 由跃迁条件可知，氢原子在各能级间跃迁时，只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子，即hν＝E 末－E 初；当光子的能量大于氢原子的基态电离能时，电子将脱离原子核的束缚而成为自由电子，不受氢原子能级间跃迁条件的限制．6．ABD7．D方法总结 判断辐射光子的种类时要注意区别是一群氢原子还是一个氢原子，一个氢原子时最多发出的光子数为n －1种；大量氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射的可能频率数用C 2n 计算．课后巩固练1．BCD2．CD3．C4．B5．BC6．B7．ABC8．D9．AD10．A11．见解析解析 (1)当n ＝1时，能量级为E 1＝－13.612 eV ＝－13.6 eV ； 当n ＝2时，能量级为E 2＝－13.622 eV ＝－3.4 eV ； 当n ＝3时，能量级为E 3＝－13.632 eV ＝－1.51 eV ； 能发出的光谱线分别为3→2,2→1,3→1共三种，能级图如下图所示．(2)由E 3向E 1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．hν＝E m －E n ，又知ν＝c λ则有 λ＝hc E 3－E 1＝6.63×10－34×3×10812.09×1.6×10－19m ＝1.03×10－7 m。
精选人教版高中物理选修3-5教学案：第十八章 第3节 氢原子光谱含答案
第3节氢原子光谱1．光谱：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(或频率)和强度分布的记录。
2．线状谱：光谱是一条条的亮线。
3．连读谱：光谱为连在一起的光带。
4．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，这些亮线称为原子的特征谱线。
5．巴耳末公式：1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，…一、光谱 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，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10_g 时就可以被检测到。
二、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下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一条重要途径。
2．巴耳末公式：1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2。
(n ＝3,4,5…)3．巴耳末公式的意义：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。
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．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。
1．自主思考——判一判(1)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率。
(√) (2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。
(√)(3)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径。
(×)(4)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光。
(√) (5)巴耳末公式中的n 既可以取整数也可以取小数。
人教版 高中物理 选修3-5 18.3 同步练习习题(含答案解析)
人教版高中物理选修3-5 18.3 同步练习习题（含答案解析）氢原子光谱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解析：由光谱的概念和分类知A、D选项正确，而B选项错误。
由光谱分析的原理知C选项正确。
答案：A、C、D2．对于光谱，下面的说法中正确的是()A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱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．太阳光谱是线状谱解析：原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错。
B项是线状谱的特征，正确。
太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是吸收光谱，故C、D错。
答案：B3．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：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，C正确。
答案：C4．关于光谱分析，下列说法中不正确的是()A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱B．进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析可以深入了解原子的内部结构解析：进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱，它们能够反映原子的特征，A错误，B正确；利用光谱分析可以确定物质中含有哪些元素，C正确；光是由原子内部电子的运动产生的，利用光谱分析可以确定电子的运动情况，即原子的内部结构，D正确。
答案：A5．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汽C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸汽D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸汽解析：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汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误。
高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第2节word版含解析
高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第3节
word版含答案
1.请判断下列叙述是否正确：
A.原子核外的质子负电荷由电子构成。
B.原子核质子的负电荷由质子构成。
A.错误
B.正确
2.原子核由质子和中子组成，其中质子具有多少电荷？
质子具有正电荷1.602×10-19C.
3.核子数和质子数之比是什么？
核子数和质子数之比称为原子序数，一般比例为1：1
4.原子的质量数等于原子核的质子数加上什么？
原子的质量数等于原子核的质子数加上中子数。
5.阿伏加德罗常数是什么？
阿伏加德罗常数又称为电子基本电荷，表示电子电荷的定值，数值为1.602×10-19C。
6.原子核的半径大约等于原子的什么？
原子核的半径大约等于原子的10-3分之一
7.原子核由质子、中子和什么组成？
原子核由质子、中子和原子核粒子组成。
8.什么粒子携带正电荷？
质子携带正电荷。
9.比色法是用谁发现的？
比色法是由霍金斯发现的。
10.下列说法正确的是？
A.原子核由质子和中子构成
B.电子的基本电荷为1.602×10-19C。
高二物理人教版选修3-5习题：第十八章 原子结构 第3节含答案
3 氢原子光谱[学习目标] 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[导学探究] (1)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．(2)为什么用棱镜可以把各种颜色的光展开？我们记录光谱有什么样的意义？ 答案 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．光谱分析的意义：①应用光谱分析发现新元素．②光谱分析对鉴别化学元素有着重大的意义，许多化学元素，如铯、铷、铊、锢、镓等，都是在实验室里通过光谱分析发现的．③天文学家将光谱分析应用于恒星，证明了宇宙中物质构成的统一性．④光谱分析还为深入研究原子世界奠定了基础，近代原子物理学正是从原子光谱的研究中开始的． [知识梳理] (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)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．(3)光谱的分类和比较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． (5)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．[即学即用] (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是( ) A ．日光灯产生的光谱是连续谱B ．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分C ．连续谱是不能用来作光谱分析的D ．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析 答案 CD二、氢原子光谱的实验规律[导学探究] (1)氢原子光谱是什么光谱？它是如何获取的？答案 氢原子光谱是线状谱，用氢气放电管和光谱仪可以获得氢原子光谱． (2)能否根据巴耳末公式计算出对应的氢光谱的最长波长？答案 能．氢光谱的最长波长对应着n ＝3，代入巴耳末公式便可计算出最长波长． [知识梳理] (1)巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，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，… [即学即用] (多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2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，故氢光谱是连续谱C ．公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱D．公式不仅适用于氢光谱的分析，还适用于其他原子光谱的分析答案AC解析巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的，故A选项正确；公式中的n只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱，B选项错误，C选项正确；巴耳末公式只适用于氢光谱的分析，不适用于其他原子光谱的分析，D选项错误．三、经典理论的困难[导学探究](1)卢瑟福的原子结构很好地解释了α粒子散射实验，核外的电子绕核高速旋转，这个结构和经典的电磁理论有什么矛盾？答案核外电子被库仑力吸引→电子以很大速度绕核运动(绕核运动的加速度不为零)→电磁场周期性变化→向外辐射电磁波(绕核运动的能量以电磁波的形式辐射出去)→能量减少→电子绕核运动的轨道半径减小→电子做螺旋线运动，最后落入原子核中，但是原子是稳定的，并没有原子核外的电子落入原子核内．所以，经典的电磁理论不能解释电子核外的电子的运动情况和原子的稳定性．(2)通过对氢原子光谱特点的分析，氢原子光谱是分立的线状谱，并符合巴耳末公式，这和经典的电磁理论又有什么对立之处？经典的电磁理论不能解释哪些地方？答案电子绕核运动时辐射电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率→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．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．[知识梳理](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．[即学即用](多选)关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正确的是() A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D．原子的核式结构模型彻底否定了经典电磁理论答案BC解析根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．故正确答案为B、C.一、光谱和光谱分析例1 (多选)关于光谱，下列说法中正确的是( ) A ．炽热的液体发射连续谱B ．线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C ．太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D ．发射光谱一定是连续谱解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱，故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C 错误；发射光谱有连续谱和线状谱，D 错误． 答案 AB二、氢原子光谱实验规律例2 (多选)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针对训练 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 答案 A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λ2，12＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，得λ12＝59.1．(多选)有关原子光谱，下列说法正确的是( ) A ．原子光谱反映了原子结构特征 B ．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C ．太阳光谱是连续谱D ．鉴别物质的成分可以采用光谱分析 答案 ABD解析 各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的线状谱不同．因此，线状谱又称为原子的特征谱线，所以A 、B 项正确；鉴别物质的成分可采用光谱分析，故选项D 正确；太阳光通过太阳大气层后某些波长的光被吸收，因此太阳光谱是吸收光谱，不是连续谱，C 错误． 2．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 答案 C解析 太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续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C 正确，A 、B 、D 均错误．3．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．4．(多选)关于巴耳末公式1＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2的理解，正确的是( ) A ．此公式只适用于氢原子发光B ．公式中的n 可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的C ．公式中的n 是大于等于3的正整数，所以氢原子光谱不是连续的D ．该公式包含了氢原子的所有光谱线 答案 AC解析 巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，故A 对，D 错；公式中的n 只能取不小于3的正整数，故B 错，C 对．一、选择题(1～6为单选题，7～10为多选题)1．关于原子光谱，下列说法中不正确的是()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．由于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，可以鉴别物质中含哪些元素答案 B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．由此知A、C、D说法正确，B说法错误．2．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．对月光作光谱分析可以确定月亮的化学组成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 A3．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 B4．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．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质以确定物质的化学组成答案 C解析不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A、B错误；稀薄气体发出的光谱是线状谱，C正确；线状谱和吸收光谱可以进行光谱分析，D错误．5．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条解析 巴耳末系的光谱线有无数条，但在可见光区域只有4条光谱线，故B 、C 、D 正确，A 错误．6．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为( )A.2027B.2720 C.23 D.32答案 A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 c λ得E 1E 2＝λ2λ1＝2027. 7．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是( )A ．虽然氢原子核外只有一个电子，但氢原子也能产生多种波长的光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 答案 AB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，不是亮度不连续的谱线，A 、B 对，C 错；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． 8．下列关于特征谱线的几种说法，正确的是( ) A ．线状谱中的亮线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线B ．线状谱中的亮线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线C ．线状谱中的亮线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线D ．同一元素的线状谱的亮线与吸收光谱的暗线是相对应的 答案 AD解析 线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，并且实验表明同一元素吸收光谱中的暗线都跟它的线状谱中的亮线相对应，所以A 、D 是正确的． 9．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，我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，选项A 、B 正确；分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观测到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故选项C 、D 错误．10．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，通过光谱分析可以确定该矿物中缺乏的是( )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． 二、非选择题11．试计算氢原子光谱中巴耳末系的最长波和最短波的波长各是多少？(保留三位有效数字) 答案 6.55×10－17m 3.64×10－7 m解析 根据巴耳末公式：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，…可得λ＝1R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，当n ＝3时，波长最长，其值为λ1＝1R ⎝⎛⎭⎫122－132＝1536R ＝1536×1.10×107 m ≈6.55×10－7 m ，当n ＝∞时，波长最短，其值为λ2＝1R ⎝⎛⎭⎫122－0＝4R ＝41.10×107 m ≈3.64×10－7m. 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)当n ＝7时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n ＝7时，传播频率为多大？ 答案 (1)1.00×10－6 m (2)3×108 m/s 3×1014 Hz解析 (1)由帕邢系的公式1λ＝R (132－1n 2)，当n ＝7时，得λ≈1.00×10－6 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 ＝3×108m/s ，由v ＝λT ＝λf ，得f ＝v ＝c ＝3×1081.00×106 Hz ＝3×1014Hz.。
人教版物理选修3-5“同课异构”教学检测：第18章-第1节(含答案)
第1节电子的发现1．阴极射线(1)演示实验：如图1所示，真空玻璃管中K是金属板制成的______，接在感应线圈的______上；金属环制成的______A，接感应线圈的______，接通电源后，观察管端玻璃壁上亮度的变化．图1(2)实验现象：德国物理学家普吕克尔在类似的实验中看到了玻璃壁上淡淡的______及管中物体在玻璃壁上的____．(3)实验分析：荧光的实质是由于玻璃受到______发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种射线被命名为__________．2．电子的发现(1)汤姆孙对阴极射线的探究①让阴极射线分别通过电场和磁场，根据______现象，证明它是________的粒子流并求出了其比荷．②换用不同材料的阴极做实验，所得粒子的____________相同，是氢离子比荷的近两千倍．③结论：粒子带______，其电荷量的大小与________大致相同，而质量________氢离子的质量，后来，组成阴极射线的粒子被称为________．(2)汤姆孙的深入探究①汤姆孙研究的新现象，如__________、热离子发射效应和β射线等．发现，不论__________、β射线、________还是热离子流，它们都包含______．②结论：不论是正离子的轰击、紫外光的照射、金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——______.由此可见，______是原子的组成部分，是比原子更______的物质单元．(3)电子的电量与电荷量子化①电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e＝______________.②带电体所带电荷量具有________的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的________，即q＝ne(n是整数)．3．电子的电量与电荷量子化①电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e＝__________________.②带电体所带电荷量是__________的，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的________，即q＝ne(n是整数)．【概念规律练】知识点一阴极射线1．关于阴极射线的下列说法中正确的是()A．阴极射线是高速质子流B．阴极射线可以用人眼直接观察到C．阴极射线是高速电子流D．阴极射线是电磁波2．如图2所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(沿z轴负方向)偏转，则下列措施中可采用的是()图2A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向知识点二电子的发现3．关于电子的发现，下列说法中正确的是()A．电子是由德国物理学家普吕克尔发现的B．电子是由德国物理学家戈德斯坦发现的C．电子是由法国物理学家安培发现的D．电子是由英国物理学家汤姆孙发现的4．关于电子，下列说法中正确的是()A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分C．发现电子的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同5．关于汤姆孙发现电子的下列说法中正确的是()A．戈德斯坦是第一个测出阴极射线比荷的人B．汤姆孙直接测出了阴极射线的质量C．汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体做实验，阴极射线的比荷是不同的D．汤姆孙由实验得到的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍【方法技巧练】带电粒子比荷的测定方法6．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图3所示．图3(1)他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧屏的正中心处观察到一个亮点；B．在M1、M2两极板间加合适的电场，加极性如图所示的电压，并逐步调节增大电压，使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移，直到荧屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压U.请问本步骤的目的是什么？C．保持步骤B中的电压U不变，对M1、M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧屏正中心处重现亮点，试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤，同学们正确地推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2L2.一位同学说，这表明电子的比荷大小由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？图47．如图4所示，质量为m的带负电的油滴，静止于水平放置的带电平行金属板间，设油滴的密度为ρ，空气密度为ρ′，试求：两板间场强最大值E m的表达式．1．关于阴极射线，下列说法正确的是()A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D．阴极射线的比荷比氢原子的比荷小2．关于电荷量，下列说法正确的是()A．物体的带电荷量可以是任意值B．物体的带电荷量只能是某些值C．物体的带电荷量的最小值为1.6×10－19CD．一个物体带1.6×10－9C的正电荷，这是它失去了1010个电子的缘故3．1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是()A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷B．汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子C．电子的质量无法测定D．汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线做研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元4．关于电荷量，下列说法错误的是()A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的B．物体所带电荷量可以是任意值C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19CD．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍图55．阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图5所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为()A ．平行于纸面向左B ．平行于纸面向上C ．垂直于纸面向外D ．垂直于纸面向里 6．下列说法中，正确的是( )A ．汤姆孙精确地测出了电子电荷量e ＝1.602 177 33(49)×10－19 C B ．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C ．汤姆孙油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e 的整 数倍D ．通过实验测得电子的比荷及电子电荷量e 的值，就可以确定电子的质量图67．如图6所示，在平行板两极间接上电压为400 V 的恒压电源，在平行板的中间有A 、 B 两个小孔，一个电子以300 eV 的动能从A 孔射入，则电子从两板间出来时其动能为 ( ) A ．0 B ．300 eV C ．700 eV D ．400 eV8．如图7所示为示波管中电子枪的原理示意图．图7示波管内抽成真空，A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速电极，A 、K 间电压 为U.电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为 v.下列说法正确的是( )A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度为v2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度为v2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度为2v图89．电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的．他测 定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍．这个 最小电荷量就是电子所带的电荷量．密立根实验的原理如图8所示，A 、B 是两块平行 放置的水平金属板，A 板带正电，B 板带负电．从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A 、B 两板之间的电场中．小油滴由于摩擦而带负电，调节A 、B 两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡．已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105 N /C ，油滴半径是1.64×10－4 cm ，油的密度是0.851 g /cm 3，求油滴所带的电荷量．这个电荷量是电子电荷 量的多少倍？(g 取9.8 m /s 2)第十八章 原子结构 第1节 电子的发现课前预习练1．(1)阴极 负极 正极 正极 (2)荧光 影 (3)阴极 阴极射线2．(1)①偏转 带负电 ②比荷数值 ③负电 氢离子 远小于 电子 (2)①光电效应阴极射线 光电流 电子 ②电子 电子 基本 (3)①1.60×10－19 C②量子化 整数倍3．①1.60×10－19 C ②量子化 整数倍 课堂探究练 1．C 2．B3．D 4.ABC 5.D6．(1)B .使电子刚好落在极板靠近荧屏端的边缘，利用已知量表达q/m. C ．磁场方向垂直纸面向外(2)说法不正确，电子的比荷是电子的固有参数．解析 (1)设M 1、M 2两极板间距为h ，电子在电场中做类平抛运动，屏上恰好看不到亮点时，电子刚好落在靠近荧屏端的边缘，沿电场方向位移为h 2，则有h 2＝12·qU mh (Lv 0)2；加上磁场B时，电子束不偏转，洛伦兹力与电场力平衡，Bqv 0＝q U h ，两式联立有q m ＝UB 2L2.因M 2带正电，电子受到向下的电场力，所以洛伦兹力方向向上，根据左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向外．(2)比荷是带电粒子的电荷量与其质量的比值，而电荷量、质量都是粒子本身的固有属性，故比荷也是粒子的固有属性，与外界条件无关．方法总结 解决带电粒子在电磁场中偏转的问题时，要切记以下几点： (1)所加电场、磁场为匀强电场、匀强磁场．(2)带电粒子只在电场中偏转时做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系式．(3)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图确定圆心位置，利用几何知识求出其半径．(4)带电粒子若通过相互垂直的电、磁场时，一般使其不发生偏转，由此可求出带电粒子的速度．7．E m ＝mg ρ－ρ′ρe解析 设油滴的体积为V ，则V ＝mρ，油滴受到空气对它的浮力为F ，则F ＝ρ′Vg ＝ρ′mρg.取油滴为研究对象，设其带电荷量为q ，在电场中受重力、浮力和电场力而平衡，受力如图所示，有：F ＋Eq ＝mg ，即ρ′mgρ＋Eq ＝mg所以E ＝mg (ρ－ρ′)ρq又因为任何带电体所带电荷量为电子所带电荷量的整数倍，所以有：q ＝ne ，即E ＝mg (ρ－ρ′)ρne当n ＝1时，E 最大，即E m ＝mg (ρ－ρ′)ρe课后巩固练 1．C 2．BCD 3．AD 4．B 5．C6．BD 7.B 8．D 9．5倍解析 小油滴质量：m ＝ρV ＝ρ·43πr 3①由题意知mg －Eq ＝0② 由①②两式可得： q ＝ρ·4πr 3g 3E＝0.851×103×4π×(1.64×10－6)3×9.83×1.92×105 C≈8.02×10－19 C小油滴所带电荷量q 是电子电荷量e 的倍数为n ＝8.02×10－191.6×10－19倍＝5倍。
高中物理,选修3---5,第十八章,《原子结构》,全章导学案,(附同步强化训练,与详细参考答案)汇总
高中物理选修3—5第十八章《原子结构》全章导学案汇总一.§§18.1《电子的发现》（附课后同步强化训练与详细参考答案）二.§§18.2 《原子的核式结构模型》（附课后同步强化训练与详细参考答案）三.§§18.3 《氢原子光谱》（附课后同步强化训练与详细参考答案）四.§§18.4 《波尔的原子模型》（附课后同步强化训练与详细参考答案）§§18.1 《电子的发现》导学案【教学目标】1．知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程。
2．知道电子是原子的组成部分。
3．知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。
重点：电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。
难点：阴极射线【自主预习】1.1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带________的粒子流并求出了这种粒子的________，后来汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的________，它的电荷量的大小与氢离子大致相同。
2．组成阴极射线的粒子被称为________。
电子是________的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
3．电子电荷的精确测定是在1910年前后由________通过著名的________做出的。
电子电荷的值一般取做e＝________ C。
4．密立根实验更重要的发现是：电荷是________的，即任何带电体的电荷只能是e 的________。
5．质子质量与电子质量的比值为 m p/m e＝________。
6.阴极射线的产生1). 阴极射线由阴极射线管产生2)．阴极射线 :在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线，这种射线称为阴极射线。
3)．阴极射线的特点:阴极射线能够使荧光物质发光。
4)．对阴极射线的本质的认识：19世纪后期的两种观点：(1)认为是电磁辐射，类似X射线；(2)是带电粒子。
7. 2.密立根的“油滴实验”1910年密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷现代值为e＝1.602 177 33(49)×10－19 C，有关计算中一般使用e＝1.6×10－19 C。
高中同步测试卷·新人教物理选修3-5：同步练习 第18章 原子结构 第3节
第3节氢原子光谱1．光谱：用光栅或棱镜把各种颜色的光按________展开，获得光的波长(频率)和__________分布的记录，即光谱．有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫______，这样的光谱叫________．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，这样的光谱叫做________．2．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射几种__________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______________是不一样的，因此这些______称为原子的特征谱线．光谱分析：利用原子的__________来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．3．氢原子光谱的实验规律(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__________的重要途径．(2)巴耳末公式：从氢气放电管可以得到氢原子光谱，在可见光区的氢光谱符合巴耳末公式，用波长的倒数写出的公式为____________________________．式中的R为里德伯常量，实验测得的值为R＝1.10×107m－1.可以看出，n只能取整数，不能连续取值，波长也只能是分立的值．(3)其他线系：除了巴耳末线系，发现氢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．4．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____________实验．(2)两个困难①无法解释原子的稳定性按经典电磁理论，核外电子受原子核______________，不能静止，只能绕核运转，电子绕核加速运转，不断地向外辐射__________．电子绕核运动的系统不稳定，由于电子失去能量，最后要落到________上，事实上原子是稳定的．②无法解释原子光谱的分立特征____________等于电子绕核旋转频率．随着辐射的进行，电子的能量逐渐减小，电子轨道半径越来________，旋转频率连续________，因而电子辐射电磁波的频率在________变化，应该产生__________，但原子光谱却是分立的________．【概念规律练】知识点一光谱和光谱分析1．关于光谱分析，下列说法正确的是()A．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线B．光谱分析时，既可用线状谱也可用吸收光谱C．分析月亮的光谱可得到月亮的化学成分D．光谱分析时，只能用线状谱2．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是线状谱C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱D．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分3．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，是太阳光经过太阳的高层大气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知识点二 氢原子光谱的实验规律4．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 ．巴耳末公式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5．对于巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2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 只能取不小于3的整数值，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6．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )A ．5/9B ．4/9C ．7/9D ．2/9【方法技巧练】利用光谱分析的方法研究物质的组成7．如图1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1 A ．a 元素 B ．b 元素C ．c 元素D ．d 元素8．根据光谱的特征谱线，可确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是( )A ．明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线B ．明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线C ．明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线D ．同一元素的明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是一一对应的1．下列物质中产生线状谱的是( )A ．炽热的钢水B ．发光的日光灯管C ．点燃的蜡烛D ．极光2．下列关于光谱和光谱分析的说法中正确的是( )A ．日光灯产生的光谱是连续谱B ．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素C ．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分D ．连续谱是不能用来作光谱分析的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谱是连续谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱4．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．分析物质发出的光谱，可以鉴别物质中含有哪些元素5．有关原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱反映了原子结构特征B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C．太阳光谱是连续谱D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析6．关于光谱的下列说法中，正确的是()A．连续光谱和明线光谱都是发射光谱B．明线光谱的明线叫做原子的特征谱线C．固体、液体和气体的发射光谱都是连续光谱，只有金属蒸气的发射光谱是明线光谱D．在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光7．以下说法正确的是()A．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏C．分析某种物质的化学组成可以使这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8．太阳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()A．太阳高层大气中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳高层大气中存在着相应的元素9．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？10．氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线的波长分别为654.55×10－9 m 和484.85×10－9 m ，根据巴耳末公式，求这两条谱线所对应的基数n.第3节 氢原子光谱课前预习练1．波长 强度 谱线 线状谱 连续谱2．特定频率 发光频率 亮线 特征谱线3．(1)原子结构 (2)1λ＝R(122－1n 2)，n ＝3,4,5… 4．(1)α粒子散射 (2)①库仑引力 电磁波 原子核 ②电磁辐射频率 越小 增大 连续 连续光谱 线状谱课堂探究练1．AB2．BC [太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续光谱，A 项错误；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，D 项错误；光谱分析只能是用线状谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以C 项正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气和霓虹灯都是稀薄气体发出的光，产生的光谱都是线状谱，B 项正确．]点评 要明确光谱和物质发光的对应关系，炽热的固体、液体和高压气体发出的是连续光谱，而稀薄气体发射的是线状谱．3．AB [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吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，因此，选项A 、B 正确．分析太阳的吸收光谱，可以得出太阳大气层的物质组成，而某种物质要观测到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故选项C 、D 错误．]4．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．]5．AC [此公式是巴耳末在研究氢光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢光谱的分析，且n 只能取大于等于3的整数，波长λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱．]6．A [由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，… 当n ＝∞时，有最短波长λ1，1λ1＝R 122，当n ＝3时，有最长波长λ2，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132 得λ1λ2＝59] 7．B [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．]点评 每个原子都有自己的特征谱线，利用它可以鉴别物质成分．8．CD课后巩固练1．BD [A 、C 能产生连续谱，B 能产生水银蒸气的特征光谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱，B 、D 正确．]2．D [日光灯是低压水银蒸气导电发光，产生明线光谱，故A 错误．太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳中存在的某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收，故B 错误．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，C 是错误的．光谱分析只能是明线光谱和吸收光谱，连续光谱是不能用来做光谱分析的，所以D 正确．]3．A [通常看到的吸收谱中的暗线都要比线状谱中的明线少一些，所以B 不对．而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C 也不对．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，所以只有A 正确．]4．ACD5．ABD [原子光谱的特征间接地反映了原子的结构特征，不同元素的原子结构是不同的，产生的光谱也不相同，正因如此，我们可以利用光谱分析来鉴别物质的化学组成．故A 、B 、D 正确．]6．ABD 7.B8．C [太阳光谱中的暗线是由于太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳高层大气时产生的，表明太阳高层大气中含有与这些特征谱线相对应的元素．]9．(1)6.5×10－7 m 4.8×10－7 m (2)3.06×10－19 J解析 (1)谱线对应的n 越小波长越长，故当n ＝3、4时，氢原子光谱中所对应的2条谱线的波长最长．当n ＝3时1λ1＝1.10×107×(122－132) 解得λ1＝6.5×10－7 m当n ＝4时1λ2＝1.10×107×(122－142) 解得λ2＝4.8×10－7 m(2)n ＝3时，对应着氢原子巴耳末系中波长最长的光，因此E ＝hν＝h c λ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J ＝3.06×10－19 J10．3和4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，同理，有1484.85×10－9＝1.10×107×(122－1n 22)，解得n 2＝4.。
人教版物理选修3-5 第十八章 章末质量评估(三) 含答案
C．原子能量越大D．电势能越小解析：由rn＝n2r1可知A错．氢原子在n能级的能量En与基态能量E1的关系为En＝.因为能量E为负值，所以n越大，则En越大，所以C正确．核外电子绕核运动所需的向心力由库仑力提供k)＝,rn).可知rn越大，速度越小，则B错．由E＝Ek＋Ep可知D错．答案：C6．光子能量为ε的一束光照射容器中的氢(设氢原子处于n＝3的能级)，氢原子吸收光子后，能发出频率为ν1，ν2，…，ν6的六种光谱线，且ν1＜ν2＜…＜ν6，则ε等于( )A．hν1 B．hν6C．h(ν5－ν1) D．h(ν1＋ν2＋…＋ν6)解析：对于量子数n＝3的一群氢原子，当它们向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为＝3，由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n＝4，且从n＝4到n＝3放出的光子能量最小，频率最低即为ν1，因此，处于n＝3能级的氢原子吸收频率为ν1的光子(能量ε＝hν1)，从n＝3能级跃迁到n＝4能级后，方可发出6种频率的光谱线，选项A正确．答案：A7．氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的长B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光答案：D8．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)解析：由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级能量差的光子才能被氦离子吸收，故选项A中光子不能被吸收，选项D中光子能被吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级能量差，均可被吸收．故选项B、C中的电子均能被吸收．答案：A9．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8 μm，λ2＝3.39 μm，已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为( )A．10.50 eV B．0.98 eVC．0.53 eV D．0.36 eV解析：本题考查玻尔的原子跃迁理论．根据ΔE＝hν，ν＝，可知当ΔE1＝1.96 eV，λ＝0.632 8 μm，当λ＝3.39 μm 时，联立可知ΔE2＝0.36 eV，故选D.答案：D10.可见光光子的能量在1.61～3.10 eV范围内．如图所示，氢原子从第4能级跃迁到低能级的过程中，根据氢原子能级图可判断( )A．从第4能级跃迁到第3能级将释放出紫外线B．从第4能级跃迁到第3能级放出的光子，比从第4能级直接跃迁到第2能级放出的光子频率更高C．从第4能级跃迁到第3能级放出的光子，比从第4能级直接跃迁到第1能级放出的光子波长更长D．氢原子从第4能级跃迁到第3能级时，原子要吸收一定频率的光子，原子的能量增加解析：从n＝4能级跃迁到n＝3能级时辐射的光子能量ΔE43＝－0.85－(－1.51)＝0.66 (eV)，不在可见光光子能量范围之内，属于红外线，故A错误；从n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射的光子能量ΔE42＝－0.85－(－3.40)＝2.55 (eV)＞ΔE43，光子的频率ν＝，12．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小C．α粒子在A、C两处速度大小相等D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小解析：α粒子由A经B运动到C，由于受到库仑斥力的作用，α粒子先减速后加速，所以A项错误，D项正确；库仑斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B项错误；A、C处于同一个等势面上，从A到C库仑力不做功，速度大小不变，C项正确．答案：CD13．关于氢原子能级跃迁，下列叙述中正确的是( )A．用波长为 60 nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B．用能量为10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D．用能量为12.5 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析：波长为60 nm的X射线的能量为：ε＝h＝6.63×10－34× J＝3.32×10－18 J＝20.75 eV，氢原子的电离能ΔE＝0－(－13.6)eV＝13.6 eV＜E＝20.75 eV，所以可使氢原子电离，A正确．由hν＝Em－E，得Em1＝hν＋E＝10.2 eV＋(－13.6)eV＝－3.4 eV ，Em2＝11.0 eV＋(－13.6)eV＝－2.6 eV，Em3＝12.5 eV＋(－13.6)eV＝－1.1 eV.由En＝可知，只有Em1＝－3.4 eV对应于n＝2的状态．由于原子发生跃迁时吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子，所以B 选项正确．答案：AB14.氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则( )A．λb＝λa＋λc B.＝＋1λcC．λb＝λaλc D．Eb＝Ea＋Ec解析：Ea＝E3－E2，Eb＝E3－E1，Ec＝E2－E1，所以Eb＝Ea＋Ec，D正确；由ν＝得λa＝，λb＝，λc＝，取倒数后得到＝＋，B 正确．答案：BD三、非选择题(本题共4小题，共54分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)某个光子是氢原子核外电子从n＝4跃迁到n＝1时所发出的，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求：(1)该光子的能量为多少eV？频率为多少Hz?(2)该光子的动量大小为多少？解析：(1)根据玻尔的跃迁假说，得E＝E4－E1＝12.75 eV，由E＝hν，得ν＝＝ Hz＝3.1×1015 Hz.(2)p＝mc＝＝＝kg·m/s＝6.8×10－27 kg·m/s.答案：(1)12.75 eV 3.1×1015 Hz(2)6.8×10－27 kg·m/s16.(14分)如图所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子．请问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．解析：氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，满足hν＝En－E2＝2.55 eV，得En＝hν＋E2＝－0.85 eV，所以n＝4.基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供的能量为：ΔE＝E4－E1＝12.75 eV.跃迁图如下图所示．答案：12.75 eV17．(14分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而能发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰．(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？解析：(1)设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能ΔE被基态原子吸收．若ΔE＝10.2 eV，则基态氢原子可由n＝1跃迁到n＝2.由动量守恒和能量守恒有：mv0＝mv，①1mv＝mv2＋mv2＋ΔE，②21mv＝Ek，③2Ek＝13.6 eV.④解①②③④得，ΔE＝·mv＝6.8 eV.因为ΔE＝6.8 eV＜10.2 eV，所以不能使基态氢原子发生跃迁．(2)若使基态氢原子电离，则ΔE＝13.6 eV，代入①②③得Ek＝27.2 eV.答案：(1)不能(2)27.2 eV18．(14分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：。
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1．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
2．太阳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( ) 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
3．关于巴耳末公式1
λ＝R(
1
22
－
1
n2
)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只能取大于或等于3的整数值，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
4．对于光谱，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
5．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( ) A．亮线光谱B．连续光谱C．吸收光谱D．发射光谱
6．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱
B．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱
C．做光谱分析时既可以用发射光谱，也可以用吸收光谱
D．同一种物质的线状谱和吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系
7．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1
A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素
8.在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的________光
谱(填“线状”或“吸收”)．
答案
1．A 2.C 3.AC 4.B 5.B 6.C 7.BD
8．线状。