2020-2021学年3 氢原子光谱一课一练

2013版高中物理 18.3 氢原子光谱知能巩固提升 新人教版选修3-5

【课堂训练】

1.我们观察到的太阳光谱是(    )

A.明线光谱    B.吸收光谱

C.连续光谱    D.氢原子光谱

2.以下说法正确的是(    )

A.进行光谱分析可以用连续谱，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时，可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽，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

3.关于光谱，下列说法正确的是(    )

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组成

C.进行光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱

D.进行光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱

4.关于巴耳末公式的理解，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.公式不仅适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱

【课后巩固】

1.下列说法正确的是(    )

A.炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱

B.各种原子的线状谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应

C.气体发出的光只能是线状谱

D.太阳光谱是吸收光谱

2.(2012·常州高二检测)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.地球大气层中存在着相应的元素

4.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

5.如图甲所示的a、b、c、d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

6.光谱分析使用的光谱是___________，光谱分析的优点是___________。各种原子的发射光谱都是___________，说明原子只发出几种特定频率的光。不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率是___________的。因此这些亮线称为原子的___________。

7.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？

8.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为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＝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？

答案解析

【课堂训练】

1.【解析】选B。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是吸收光谱,因此,选项B正确。

2.【解析】选B。进行光谱分析不能用连续谱，只能用线状谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低温蒸汽产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素。故选B。

3.【解析】选B。原子发出的光谱是特征光谱，是线状谱，A错；线状谱只包含对应波长的若干光，B对；进行光谱分析一定要用线状谱，既可以是发射光谱也可以是吸收光谱，C、D错。

4.【解析】选A、C。此公式只适用于氢原子光谱，D错；此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的，A对，n只能取大于或等于3的整数，所以λ不是连续值，故氢原子光谱是线状谱，B错、C对。

【课后巩固】

1.【解析】选A、D。炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，A对。稀薄气体发光形成的光谱是线状谱,但高压气体发光形成的光谱是连续谱,故C错误。通常情况在吸收光谱中看到的暗线比线状谱中明线少，B错。太阳发出的强光经过太阳大气层时,太阳大气层所含有的元素会吸收它自己特征谱线的光,然后再发射出去,D对。

【总结提升】光谱问题的分析方法

解决光谱和光谱分析的问题，应从分析光谱成因入手，理解不同谱线的特征。

(1)连续谱和线光谱都是物体直接发光产生的光谱,同属发射光谱。连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成,光谱为一条光带,含有各种频率的光。线光谱是由稀薄气体或金属蒸气产生的。光谱是一些不连续的亮线,仅含有一些特定频率的光。线光谱中每条光谱线对应着一种频率,不同元素的原子产生的线光谱不同,因而可以用线光谱来确定物质的成分。

(2)太阳光谱是吸收光谱。吸收光谱是由高温物体发出的白光通过低温物质,某些波长的光被吸收后产生的光谱,光谱是在连续谱的背景下有若干暗线,而这些暗线与线光谱的亮线一一对应,因而吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。

2.【解析】选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；某种物质发光的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些明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，这些暗线与所通过的物质有关，C错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时，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.【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。太阳光的吸收光谱是当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含有的元素吸收而产生的，因此正确答案为C。

4.【解析】选A、B。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。

5.【解题指南】解答本题应把握以下三点：

(1)明确原子光谱的特征。

(2)清楚谱线和元素的对应关系。

(3)理解光谱分析的意义。

【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。

6.【解析】光谱分析只能使用线状谱或吸收光谱，利用光谱分析可以达到很高的精度，只要某种元素的含量达到10-10 g就可以测出。原子的光谱都是线状谱，不同原子的线状谱不一样，因此称为原子的特征谱线。

答案：线状谱或吸收光谱   精度高   线状谱   不一样

特征谱线

7.【解析】根据巴耳末公式：

=,n=3,4,5…可得λ=

当n=3时，波长最长，其值为

当n=∞时，波长最短，其值为

= =3.64×10-7 m。

答案：6.55×10-7 m      3.64×10-7 m

8.【解析】(1)由帕邢系公式

当n=7时，解得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＝3×108 m/s。

由v＝＝λν，

得＝3×1014 Hz。

答案：(1)1.00×10-6 m      (2)3×108 m/s

3×1014 Hz