高中物理课时跟踪检测十氢原子光谱新人教版选修3_5

课时跟踪检测（十） 氢原子光谱
1．白炽灯发光产生的光谱是( )
A．连续光谱 B．明线光谱
C．原子光谱 D．吸收光谱
解析：选A 白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出光，是连续光谱。A 正确，B、C、
D 错误。
2．(多选)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．氢原子的发射光谱是线状谱
C．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
D．氢原子光谱线的频率都相同
解析：选BC 氢原子的发射光谱是线状谱，说明氢原子只能发出特定频率的光，但所
有谱线的频率各不相同，A、D错误，B、C正确，故本题选B、C。
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
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的自己的特征谱线，
不会因温度、物质不同而改变，C正确。
4.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
解析：选B 把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，故选项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。
5．(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，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．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论
解析：选BC 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。氢原子光谱并没有
完全否定经典电磁理论，是要引入新的观念了。故正确答案为B、C。
6．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )

A.59B.49

C.79D.29
解析：选A 由巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，n＝3,4,5…当n＝∞时，最小波长1λ1＝R122，
当n＝3时，最大波长1λ2＝R122－132，得λ1λ2＝59。

7．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：
(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)由帕邢系公式1λ＝R132－1n2，当n＝6时，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＝vλ＝cλ＝3×1081.09×10－6 Hz＝2.75×1014Hz。
答案：(1)1.09×10－6 m
(2)3×108 m/s 2.75×1014Hz
8．处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢

光谱。氢光谱线的波长可以用下面的巴耳末­里德伯公式来表示1λ＝R1k2－1n2，n、k分别表
示氢原子辐射前后所处状态的量子数。k＝1,2,3，…，对于每一个k，有n＝k＋1，k＋2，
k
＋3，…，R称为里德伯常量，是一个已知量。对于k＝1的一系列谱线其波长处在紫外线区，
称为赖曼系；k＝2的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系。用氢原子发出的光
照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U1，
当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U2。已知电子电荷量的大小为e ，
真空中的光速为c，试求普朗克常量和该种金属的逸出功。

解析：由巴耳末­里德伯公式1λ＝R(1k2－1n2)可知，赖曼系波长最长的光是氢原子由n＝

2→k＝1跃迁时发出的，其波长的倒数为1λ12＝3R4，对应的光子能量为ε12＝hc1λ12＝3Rhc4，
式中h为普朗克常量。巴耳末系波长最短的光是氢原子由n＝∞→k＝2跃迁时发出的，其波
长的倒数为1λ2∞＝R4，对应的光子能量为ε2∞＝Rhc4
用W表示该金属的逸出功，则eU1和eU2分别为光电子的最大初动能。由爱因斯坦光电
效应方程得3Rhc4＝eU1＋W，Rhc4＝eU2＋W

联立解得W＝e2(U1－3U2)，h＝2e(U1－U2)Rc。
答案：2e(U1－U2)Rce2(U1－3U2)