高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十八章 原子结构3 氢原子光谱一课一练

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十八章 原子结构3 氢原子光谱一课一练，共3页。试卷主要包含了下列光谱中哪些是线状谱，关于光谱，下列说法中正确的是，对于巴耳末公式下列说法正确的是，以下说法中正确的是，有关氢原子光谱的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。


1．关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( )
A．光谱包括连续谱和线状谱
B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱
C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析
D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素
解析：选ACD.本题主要考查了光谱的基本概念、分类和应用，只要熟悉教材即可．
2．下列光谱中哪些是线状谱( )
A．霓虹灯发光形成的光谱
B．白炽灯产生的光谱
C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱
D．蜡烛火焰产生的光谱
解析：选AC.霓虹灯发光形成的光谱为线状谱，选项A正确；白炽灯和蜡烛火焰产生的光谱为连续光谱，所以选项B、D错误；燃烧的钠蒸气产生的光谱为线状谱，所以选项C正确．
3．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．发射光谱一定是连续谱
C．线状谱和暗线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：选ACD.炽热的液体发射连续谱，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；线状谱和暗线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．
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组谱线的波长，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组谱线的波长，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，故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，但它也适用于可见光和紫外光，故B错误，C正确．
5．计算巴耳末系中波长最大的谱线的光子能量．
解析：据公式eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，
可知当n＝3，波长最大，λ＝654.5 nm.
据公式c＝λν，E＝hν，得
E＝hν＝heq \f(c,λ)＝eq \f(6.63×10－34×3×108,654.5×10－9) J
＝3.04×10－19 J.
答案：3.04×10－19 J
一、选择题
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．月亮的光谱是连续谱
答案：C
2．通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱( )
A．按光子的频率顺序排列 B．按光子的质量大小排列
C．按光子的速度大小排列 D．按光子的能量大小排列
答案：A
3．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
4．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
解析：选BD.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，故太阳光谱是线状谱，故D对C错．
5．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( )
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：选C.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吸收而产生的．
6．以下说法中正确的是( )
A．进行光谱分析，可以用连续光谱，也可以用吸收光谱
B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速
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
解析：选B.进行光谱分析不能用连续光谱，只能用明线光谱或吸收光谱，所以选项A错误；光谱分析的优点是灵敏而且迅速，所以选项B正确；分析某种物质的组成，可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行分析，通过另一种物质的低温蒸气只能取得另一种物质的吸收光谱，所以选项C错误；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其反射的光谱是太阳光谱，而不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素，所以选项D错误．
7．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
解析：选BC.原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，综上所述，选项A、D错，B、C对．
8.
图18－3－2
如图18－3－2甲所示的abcd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( )
A．a元素 B．b元素
C．c元素 D．d元素
解析：选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．
二、非选择题
9．利用里德伯常量(R＝1.09677×107m－1)求巴耳末线系中第三条谱线的波长和每个光子的能量．
解析：把n＝5代入巴尔末公式eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,22)－\f(1,n2)))得eq \f(1,λ)＝1.09677×107×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,22)－\f(1,52)))m－1
∴λ＝2.3×10－8m
光子的能量：ε＝heq \f(c,λ)＝6.63×10－34×eq \f(3.0×108,2.3×10－8)J
＝8.65×10－18J.
答案：2.3×10－8m 8.65×10－18J
10．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eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,32)－\f(1,n2)))，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eq \f(1,λ)＝Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,32)－\f(1,n2)))，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＝eq \f(λ,T)＝λν，得ν＝eq \f(v,λ)＝eq \f(c,λ)＝eq \f(3×108,1.09×10－6) Hz
＝2.75×1014 Hz.
答案：(1)1.09×10－6 m (2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz