鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第4章 原子结构第3节 光谱与氢原子光谱课后复习题

第4章　原子结构

第3节　光谱与氢原子光谱

基础过关练

题组一　光谱和光谱分析

1.(多选)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.发光物质发出了在可见光区的各种频率的光

2.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某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与吸收光谱上的暗线,由于光谱的不同,它们没有关系

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(　易错　)

A.太阳大气层中缺少相应的元素

B.太阳内部缺少相应的元素

C.太阳大气层中存在着相应元素

D.地球大气层中存在着相应元素

4.(多选)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱,图乙是某矿石的线状谱,通过光谱分析可以了解该矿石中缺乏的是　(　　)

A.a元素 B.b元素 C.c元素 D.d元素

题组二　氢原子光谱特点及其规律

5.下列对氢原子光谱实验规律的认识中,正确的是(　　)

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

6.(多选)下列关于巴耳末公式=R-的说法,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

7.巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式=R-(n=3,4,5,…)在氢原子光谱可见光区(400 nm<λ<700 nm),最长波长与最短波长之比为(　　)

A. B. C. D.

8.已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线Hα的波长为656. 5 nm,求:

(1)试推算里德伯常量的值;

(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量。(结果均保留四位有效数字)

9.根据巴耳末公式,指出氢原子光谱中巴耳末线系的最长波长和最短波长所对应的n,并计算其波长。(取里德伯常量R=1.1×107 m-1,波长计算结果保留三位有效数字)

答案全解全析

第4章　原子结构

第3节　光谱与氢原子光谱

基础过关练

1.BCD　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,即白光是由各种颜色的光组成的,光的颜色由波长(或频率)决定,并非棱镜增加了颜色,B、C、D正确,A错误。

2.B　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;某种物质发射的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关,用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,这些暗线与通过的物质有关,C错误;某种物质发出某种频率的光,当包含各种频率的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。

3.C　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中存在暗线,太阳光谱是吸收光谱,分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成,因此,选项C正确,A、B、D错误。

易错警示

(1)太阳光谱是吸收光谱,是阳光透过太阳的大气层时形成的,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,两者均可用来进行光谱分析。

4.BD　将题图甲中的线状谱与题图乙中的谱线相对照,没有的谱线即该矿石中缺少的,故选B、D。

5.B　氢原子光谱是线状谱,是一系列波长不连续的、分立的谱线,并不是只含有一种波长的光,也不是亮度不连续的谱线,B对,A、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其光谱就相同,与放电管的放电强弱无关,D错。

6.AC　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时得到的,只适用于氢原子光谱的分析,A对,D错;公式中n只能取大于或等于3的整数,λ不能连续取值,故氢原子光谱是线状谱,B错,C对。

7.D　巴耳末系的前四条谱线在可见光区,n的取值分别为3、4、5、6,n越小,λ越大,故n=3时波长最长,λmax=36/5R;n=6时对应的可见光波长最短,λmin=9/2R,故λ_max/λ_min =8/5,D正确。

8.答案　(1)1.097×107 m-1　(2)4.102×10-7 m　4.849×10-19 J

解析　(1)巴耳末系中第一条谱线为n=3时,即1/λ_1 =R 1/2^2 -1/3^2 

R=36/(5λ_1 )=36/(5×656"." 5×10^("-" 9) ) m-1≈1.097×107 m-1

(2)巴耳末系中第四条谱线对应n=6,则1/λ_4 =R 1/2^2 -1/6^2 

λ4=36/(8×1"." 097×10^7 ) m≈4.102×10-7 m

E=hν=h•c/λ_4 =(6"." 63×10^("-" 34)×3×10^8)/(4"." 102×10^("-" 7) ) J≈4.849×10-19 J。

9.答案　在巴耳末线系中,当n=3时,波长最长,为6.55×1〖0^"-" 〗^7 m,当n=∞时,波长最短,为3.64×1〖0^"-" 〗^7 m

解析　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,1/λ_1 =1.1×107× 1/2^2 -1/3^2   m-1

解得λ1≈6.55×10-7 m。

当n=∞时,波长最短,1/λ=R 1/2^2 -1/n^2  =R×1/4,

λ=4/R=4/(1"." 1×10^7 ) m≈3.64×10-7 m。