物理第3节 光谱与氢原子光谱同步练习题

4.3光谱与氢原子光谱 课时作业（解析版）

一、选择题

1．月亮的光通过分光镜所得到的光谱是（   ）

A．连续谱 B．吸收光谱 C．线状光谱 D．原子光谱

2．下列事实中能够作为“原子核可再分”依据的是（　　）

A．电子的发现 B．天然放射现象

C．α粒子散射实验 D．原子发光现象

3．下列说法正确的是（　　）

A．汤姆孙发现了电子并提出了原子具有核式结构

B．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性

C．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的

D．处于基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=4的激发态后，可能辐射6种频率的光子

4．关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（　　）

A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线

B．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气，可得到钠元素的特征谱线

C．可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分

D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据

5．下列说法正确的是(    )

A．烧红的煤块和白炽灯发出的都是连续光谱

B．生活中试电笔内氖管和霓红灯发光都连续是光谱

C．用光谱管观察酒精灯火焰上钠盐的光谱可以看到钠的吸收光谱

D．神舟七号三名宇航员在绕着地球飞行中能够观察到太阳的连续光谱

6．下列说法中正确的是（　　）

A．原子的特征光谱是由原子核内部的变化引起的

B．物理学中，合力、交变电流有效值所共同体现的物理思维方法是等效替代法

C．光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的

D．牛顿在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得出位移与时间的平方是成正比的

7．关于原子结构，下列说法错误的是（   ）

A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷

B．卢瑟福粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，电子在带正电部分的外面运动

C．各种原子的发射光谱都是连续谱

D．玻尔在原子核式结构模塑的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型

8．通过光栅分析太阳光谱，我们发现其中有很多暗线，对于这些暗线，我们可以得到的结论是（　　）

A．太阳中与暗线相对应的元素少

B．太阳大气中含有暗线对应的元素

C．地球大气中的某些元素吸收了暗线中对应的光谱

D．观测仪器精度不足造成的

9．下列各种关于近代物理学的现象中，与原子核内部变化有关的是（   ）

A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象

B．α粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象

C．含铀的矿物质自发向外放出β射线（高速电子流）的现象

D．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象

10．以下说法中正确的是

A．如甲图是a粒子散射实验示意图，当显微镜在A，B，C，D中的A位置时荧光屏上接收到的a粒子数最多

B．如乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从n=4能级跃迁到n=l能级时吸收了一定频率的光子能量

C．如丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是负电荷

D．如丁图是爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图

11．下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，发现了中子

B．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”

C．光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D．光谱分析时，各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线不是一一对应

12．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有(　　)

①X射线被石墨散射后部分波长增大

②锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出

③轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转

④氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱

A．①② B．①②③ C．②③ D．②③④

13．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（   ）

A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成

B．霓虹灯和煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱，都是线状谱

C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱

D．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以用吸收光谱，但不能用连续谱

14．关于光谱和光谱分析的下列说法中正确的是（　　）

A．光谱包括发射光谱、连续光谱、明线光谱、原子光谱、吸收光谱等五种光谱

B．往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的明线光谱

C．利用太阳光谱可以分析太阳的化学组成

D．明线光谱又叫原子光谱

15．下列叙述中符合物理学史的有（    ）

A．汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子

B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析,证实了原子核是可以再分的

C．巴耳末根据对氢原子可见光区的谱线分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式

D．玻尔提出的原子模型,彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说

二、解答题

16．请根据巴耳末公式，计算当时的波长。

17．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱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?

参考答案

1．B

【详解】

因月亮光反射的是太阳光，而太阳光谱是吸收光谱，所以月亮的光通过分光镜所得到的光谱是吸收光谱。

A. 连续谱。故A错误；

B. 吸收光谱。故B正确；

C. 线状光谱。故C错误；

D. 原子光谱。故D错误。

2．B

【详解】

A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故A错误；

B．天然放射现象是原子发生衰变之后会放出三种射线，这说明原子核可再分，故B正确；

C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，故C错误；

D．氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D错误；

故选B。

3．C

【详解】

A．汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了原子具有核式结构，故A错误；

B．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故B错误；

C．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，故C正确；

D．处于基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=4的激发态后，可能辐射3种频率的光子，故D错误。

故选C。

4．D

【详解】

A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，选项A正确；
B．强烈的白光通过低温的钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，故选项B正确；
C．每种原子都有自己的特征谱线，可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分，故选项C正确；
D．粒子散射实验是原子具有核式结构的有力证据，故选项D错误。
本题选不正确的，故选D。

5．A

【详解】

连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱，如烧红的煤块和白炽灯出的都是连续光谱，A正确；生活中试电笔内氖管和霓虹灯发光光谱属于明线光谱，属于线状谱，B错误；在燃烧的酒精灯芯上放上少许食盐，用光谱管观察得到的光谱是钠的发射光谱，也是钠的线状光谱，C错误；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳表面的气体中存在与这些暗线相对应的元素，D错误．

6．B

【解析】

【详解】

A．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，A错误；

B．物理学中，合力、交变电流有效值所共同体现的物理思维方法是等效替代法，B正确；

C．光电效应现象中逸出的电子是核外的电子，不是原子核内部的反应，C错误；

D．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得出位移与时间的平方是成正比，D错误．

7．C

【详解】

A．汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确了阴极射线是电子流，故A不符合题意；

B．极少数粒子发生了大角度偏转，表明原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，电子在带正电部分的外面运动，故B不符合题意；

C．各种原子的发射光谱都是线状谱，不是连续谱，故C符合题意；

D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型，故D不符合题意；

故选C。

8．B

【详解】

太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱，所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，故B正确，ACD错误．

故选B。

9．C

【详解】

A．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故A错误；

B．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故B错误；

C．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α射线或β射线，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故C正确；

D．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故D错误；

10．A

【解析】

【详解】

A. 图甲是α粒子散射实验示意图，多数α粒子穿过金箔后运动方向几乎没有改变，当显微镜在A. B. C. D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多。故A正确；

B. 图乙是氢原子的能级示意图，结合氢光谱可知，氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射了一定频率的光子能量。故B错误；

C. 当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷。故C错误；

D. 普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，故D错误。

故选：A

11．B

【详解】

A．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，得到了原子的核式结构理论，并没有发现中子，选项A错误；

B．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，选项B正确；

C．根据光电效应方程可知，光电效应中光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，并非成正比关系，选项C错误；

D．光谱分析时，各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线都是一一对应，选项D错误。

故选B。

12．A

【详解】

①为康普顿散射，②为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性； ③为α粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式结构模型．④为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续；故深入地揭示了光的粒子性一面的有①②，故选A.

【点睛】

本题考查的知识点较多，在平时学习中要多注意积累一些特殊的光学现象，尤其是课本上涉及到的图片，更要认真理解现象的原理．

13．BCD

【详解】

A.太阳光谱是吸收光谱，是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，是不连续的，故A错误；

B.霓虹灯和煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱是线状谱，故B正确；

C. 强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱，故C正确；

D.光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，因为它们都是有特征谱线，故D正确.

14．BD

【详解】

AD．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱，如炽热的液体发射连续光谱；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，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。由狭窄谱线组成的光谱。单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳表面的气体中存在与这些暗线相对应的元素，选项A错误，D正确；

B．往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的明线光谱，选项B正确；

C．太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，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，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素，但是不能分析太阳的化学组成，故C错误。

故选BD。

15．AC

【详解】

A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，A正确；

B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，B错误；

C．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，C正确；

D．玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出的原子模型，并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学说，D错误．

故选AC.

16．

【详解】

由

得

时，代入数据得

同理，时

时

时

17．6.5×10－7 m 4.8×10－7 m 不连续的线状谱

【详解】

根据巴耳末公式＝R(－)，得

当n＝3,4时氢原子发光所对应的波长最长

当n＝3时

＝1.10×107×(－)

解得

λ1＝6.5×10－7m

当n＝4时有

＝1.10×107×(－)

解得

λ2＝4.8×10－7 m.

除巴耳末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都是满足与巴耳末公式类似的关系式，即＝R(－)．其中a分别为1,3,4，…对应不同的线系，由此可知氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱．