2019-2020学年物理(人教版)选修3-5试题：第十八章3氢原子光谱 含解析
【优质试卷】2019-2020高中物理 第十八章 原子结构 3 氢原子光谱课堂演练 新人教版选修3-5
3 氢原子光谱1．(多选)下列说法正确的是( )A．发射光谱一定是连续谱B．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析C．霓虹灯发光形成的光谱是连续谱D．巴耳末公式只适用于氢原子发光答案：BD2．(多选)下列关于光谱的说法正确的是( )A．连续光谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱B．通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分C．连续光谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光D．通过对线状谱的明线光谱分析或对吸收光谱的暗线分析，可鉴定物质成分解析：连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的，而不是指光源是连续的，连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的，同理线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的，由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生的，而不是指光源是线状的，A错，C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱含有一切波长的光，不是原子的特征谱线，不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线，所以可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，其优点是灵敏度很高，在发现和鉴定元素上有着重大的意义，B错，D对.答案：CD3．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，它们没有关系解析：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亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱对照，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，这些暗线与所经物质有关，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．答案：B4．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29解析：由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，n ＝3，4，5，…. 当n ＝∞时，最小波长1λ1＝R 122；① 当n ＝3时，最大波长1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132.② 由①②得λ1λ2＝59. 答案：AA 级 抓基础1．(多选)下列光谱中属于原子光谱的是( )A ．太阳光谱B ．放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C ．白炽灯的光谱D ．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱解析：放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱，燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B 、D 对．答案：BD2．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( )A ．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱B ．霓虹灯产生的是明线光谱C ．进行光谱分析时，只能用明线光谱D ．同一元素吸收光谱的暗线与明线光谱的位置是一一对应的解析：太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为明线光谱，故选B 、D.答案：BD3．(多选)地球上接收到的太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线.下列说法正确的是( )A ．太阳光谱是连续光谱B ．太阳表面大气层中存在着相应的元素C ．这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时被气体吸收形成的D ．这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时发射的解析：太阳光谱是线状谱，A 错误；地球上接收到的太阳光谱中有许多暗线，是因为太阳表面大气层中存在相应的元素，B 正确；这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时被气体吸收形成的，C 正确D 错误.答案：BCB 级 提能力4．(多选)下列说法正确的是( )A ．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B ．据巴耳末公式可知，只要n 取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条C ．巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分D ．氢原子光谱是线状谱的一个例证解析：氢原子的谱系有好几个，巴耳末系是可见光区中的一个，仅十四条谱线，故A 、B 不正确，C 正确．氢原子光谱是线状谱，故D 正确．答案：CD5．(多选)关于原子光谱，下列说法正确的是( )A ．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的B ．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的C ．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的D ．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同解析：原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A 对、B 错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D 对、C 错．答案：AD6．(多选)如图甲所示是a 、b 、c 、d 四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )A ．a 元素B ．b 元素C ．c 元素D ．d 元素解析：将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线即是该矿物质中缺少的．答案：BD7．可见光的波长范围为400～700 nm ，根据巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，当n 取何值时氢原子所发出的光能用肉眼直接观察到(R ＝1.10×107 m －1)?解析：把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式，得n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式，可得n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3、4、5、6时氢原子发出的光用肉眼能直接观察到．答案：3、4、5、6。
人教版高中物理选修3-5第十八章《原子结构》考题带解析
人教版2020年高中物理选修3-5第十八章《原子结构》考题一、选择题（1-9小题为单选，10-15小题为多选）1. 下列说法中正确的是A. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等B. 光不是一种概率波C. 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性D. 按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,原子的总能量减小2. 下列关于光谱的说法中错误．．的是A. 连续谱和线状谱都是发射光谱B. 线状谱的谱线含有原子的特征谱线C. 固体、液体和气体的发射光谱为连续谱，只有金属蒸气的发射光谱是线状谱D. 在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光3. 氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。
色光赤橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10 （eV）处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为A. 红、蓝靛B. 黄、绿C. 红、紫D. 蓝靛、紫4.关于玻尔的原子模型，下列说法正确的是A. 原子可以处于连续的能量状态中B. 原子的能量状态不是连续的C. 原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量D. 原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的5.如图所示为氢原子的能级图.现有大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁,下列说法正确的是A. 氢原子由n=4跃迁到n=2产生的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光C. 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2eVD. 氢原子由n=3跃迁到n=2能级时,其核外电子的动能增加，电势能减少6.关于玻尔的氢原子理论，以下看法正确的是A. 原子的各个可能的能量状态的能量值12n E E n=，由此可知，量子数n 越大，原子的能量越小B. 当原子由激发态跃迁到基态时，电子绕核运动的轨道半径变大C. 当原子吸收一个光子而发生跃迁后，电子的动能增大D. 不管原子是吸收还是辐射一个光子而发生跃迁，其电势能的变化量的绝对值总是大于电子绕核运动动能变化量大小7.氢原子的部分能级如图所示，大量处于2n =激发态的氢原子从一束单一频率的光中吸收了能量后，跃迁到某较高激发态，再向低能级跃迁时，可以发出6种不同频率的光子，其中能量最小的光子是氢原子A. 从5n =跃迁到4n =产生的B. 从4n =跃迁到3n =产生的C. 从3n =跃迁到2n =产生的D. 从2n =跃迁到1n =产生的8.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
人教版高中物理选修3-5测试：第十八章+第3节 氢原子光谱
第3节 氢原子光谱1.知道光谱、连续谱和线状谱等概念．2.知道氢原子光谱的实验规律． 3．了解经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立的特性．一、光谱1．定义：按照光的波长和强度分布展开排列的记录，即光谱．2．分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱．有的光谱不是一条条分立的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．3．特征光谱：各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发射特定频率的光．不同原子发射的线状谱的亮线位置不同，说明不同原子发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线．4．光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析．(2)优点：灵敏度高．二、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径．2．巴耳末公式：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2(n ＝3、4、5…)． 3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征．三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验．2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．判一判 (1)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．( )(2)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光． ( )(3)巴耳末公式中的n 既可以取整数也可以取小数．( )(4)经典物理学无法解释原子光谱的分立特征．( )(5)经典物理学可以很好地应用于宏观边界，也能解释原子世界的现象．()提示：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×做一做(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A．发射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提示：选ACD．线状谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可用来进行光谱分析，太阳光谱是吸收光谱．A、C、D选项正确．想一想巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立性．用卢瑟福的核式结构模型和经典力学、电磁学的理论，是否能够解释这种分立性？提示：不能．卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子的散射实验．但经典理论无法解释原子的稳定性和光谱的不连续性．具体分析如下：据卢瑟福核式结构模型和经典力学理论、电磁理论知核外电子绕原子核旋转产生变化的电磁场，而变化的电磁场会激发电磁波，电磁波向外传播辐射，电子失去能量最后会坠入原子核，辐射能量(电磁波)的频率等于绕核旋转的频率，电子绕核旋转过程随着能量的减小，转得越来越快，这个变化是连续的，辐射各种频率(波长)的光，原子光谱应是连续的，所以不能解释氢原子这种分立性．光谱和光谱分析1．光谱的分类2．太阳光谱(1)特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线．3．光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10 g.(2)应用①应用光谱分析发现新元素；②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素；③应用光谱分析鉴定食品优劣．(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是()A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱D．我们能通过月球反射的日光分析鉴别月球的物质成分[解题探究] (1)光谱分析应当使用什么光谱线？(2)能否利用反射光分析反射物的物质组成？[解析]太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B正确．[答案]BC(1)太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，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，两者均可用来作光谱分析．太阳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 ．太阳光谱中的暗线是由于太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的，表明太阳大气层中含有与这些特征谱线相对应的元素．故选项C 正确．氢原子光谱的理解和应用1．氢原子的光谱从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示．2．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．3．巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2(n ＝3，4，5…)，该公式称为巴耳末公式．(2)公式中只能取n ≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．4．其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式．命题视角1 对巴耳末公式的理解(多选)关于巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2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 只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱D ．公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱[解题探究] 波长大小与n 的取值大小有何关系？[解析] 巴耳末公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的，故A 选项正确；公式中的n 只能取大于或等于3的整数值，故氢光谱是线状谱，B 选项错误，C 选项正确；巴耳末公式只适用于氢光谱的分析，不适用于其他原子光谱的分析，D 选项错误．[答案] AC命题视角2 巴耳末公式的应用处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时发出一系列不同频率的光，称为氢光谱．氢光谱线的波长λ可以用下面的巴耳末—里德伯公式表示：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫1k 2－1n 2，n 、k 分别表示氢原子跃迁后所处状态的量子数，k ＝1，2，3，…，对每一个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光区，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U 1；当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U 2.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．[思路点拨] 分析求解本题，要求综合运用氢光谱的巴耳末公式、光电效应方程等知识内容．[解析] 设该金属的逸出功为W 0，光电效应所产生的光电子最大初动能为E km .由动能定理知：E km ＝eU对于赖曼系，当n ＝2时对应的光波长最长，设为λ1由题中所给公式有：1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫112－122＝34R 波长λ1对应的光的频率ν1＝c λ1＝34Rc 对于巴耳末系，当n →∞时对应的光波长最短，设为λ2，由题中所给公式有1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－0＝14R 波长为λ2的光对应的频率ν2＝c λ2＝14Rc 根据爱因斯坦的光电效应方程E km ＝hν－W 0知E km1＝hν1－W 0，E km2＝hν2－W 0又E km1＝eU 1，E km2＝eU 2可解得：h ＝2e (U 1－U 2)Rc ，W 0＝e (U 1－3U 2)2. [答案] 2e (U 1－U 2)Rc e (U 1－3U 2)2分析求解氢原子光谱问题，关键是用氢原子光谱各谱线系的广义的巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫1m 2－1n 2进行分析．式中m ＝1，2，3，…对每一个m ，有n ＝m ＋1，m ＋2，m ＋3，构成一个谱线系，当m ＝1，2，3，…时，分别对应赖曼系，巴耳末系，帕邢系……令ν＝1λ，T (m )＝R m 2，T (n )＝R n 2，上式可变为： ν＝T (m )－T (n )．ν称为波数，即波长的倒数．T 称为光谱项，在计算时应注意：n 的最大值可取到无穷大，最小值都是固定的，如巴耳末系中，m ＝2，n 的最小值为3.【通关练习】1．(多选)关于巴耳末公式，下列说法正确的是( )A ．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B ．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C ．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D ．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的 解析：选CD ．由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的4条谱线作了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只发出若干特定频率的光，由此可知，选项C 、D 正确．2．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条谱线对应的n ，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？解析：能够引起人的视觉的可见光波长范围，约为400 nm ～700 nm 之间．根据巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2计算时应注意其波长值必须在可见光范围内． 由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2知，当n ＝3和4时对应波长较长． 1λ1＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 21，所以n 1＝3，则λ1＝654.5 nm(λ1在可见光范围内)； 1λ2＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 22，所以n 2＝4，则λ2＝484.8 nm(λ2在可见光范围内)． 特点：氢原子光谱是分立的线状谱，它在可见光区的谱线满足巴耳末公式，在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式．答案：654.5 nm 484.8 nm 光谱特点见解析[随堂检测]1．(多选)关于光谱，下列说法正确的是( )A ．炽热的液体发射连续谱B ．发射光谱一定是连续谱C ．线状谱和吸收光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 ．炽热的液体发射的光谱为连续谱，选项A 正确；发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，选项B 错误；线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，选项C 正确；霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，选项D 正确．2．(2017·南通高二检测)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 ．白炽灯发光属于炽热的固体发光，所以发出的是连续光谱．3．(2017·常州高二检测)氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )A ．59B ．49C ．79D ．29解析：选A ．由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3，4，5，… 当n ＝∞时，最小波长1λ1＝R 122① 当n ＝3时，最大波长1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132② 由①②得λ1λ2＝59. 4．已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线H α的波长为656.5 nm(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J ·s ，真空中的光速c ＝3×108 m ·s －1)，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．解析：(1)巴耳末系中第一条谱线为n ＝3时，即1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫122－132 R ＝365λ1≈1.097×107 m －1. (2)巴耳末系中第四条谱线对应n ＝6，则1λ4＝R ⎝⎛⎭⎫122－162 λ4＝368×1.097×107 m ≈4.102×10－7 m ＝410.2 nm ε＝hν＝h c λ4≈4.85×10－19 J. 答案：(1)1.097×107 m －1 (2)4.102×10－7 m(或410.2 nm) 4.85×10－19 J[课时作业]一、单项选择题1．下列说法中正确的是( )A ．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B ．每种原子在任何条件下发光的线状谱都不相同C ．气体发出的光只能产生明线光谱D ．甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱解析：选A ．据连续光谱的产生知A 对；由于吸收光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中看到的暗线要比明线光谱中的明线少，所以B 不对；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，不会因温度等条件而改变，所以C不对；甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱，所以D不对．2．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．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：选C．不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A、B错误；稀薄气体发出的光谱是线状谱，C正确；利用线状谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D错误．3．(2017·南京高二检测)关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，下列说法中正确的是()A．吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关B．吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合C．明线光谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应D．明线光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定化学组成解析：选D．吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，同种物质吸收光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，A、B错误；明线光谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是明线光谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C错误；明线光谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，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．巴耳末确定了氢原子发光的一个线系的波长，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个线系的波长，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，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，故B错误，C正确．5. (2017·湛江高二检测)如图甲所示的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()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．二、多项选择题6．下列说法中正确的是()A．进行光谱分析，可以用线状谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏而迅速C．使一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，就可以对前者的化学组成进行分析D．摄下月球的光谱，可以分析出月球是由哪些元素组成的解析：选AB．由于每种元素都有自己的特征谱线，因此，可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．所以光谱分析可以用线状谱或者吸收光谱．月球的光谱是太阳的反射光谱，故不能分析月球是由哪些元素组成的．7．要得到钠元素的特征谱线，下列做法中正确的是()A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气解析：选BC．炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误．8．(2017·哈尔滨高二检测)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，经典物理学无法解释原子的稳定性，并且原子光谱应该是连续的．氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，而是要引入新的观念．故正确答案为B、C．9．(2017·杭州高二检测)对原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的B ．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C ．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D ．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析：选ACD ．原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特征谱线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成．由此知A 、C 、D 说法正确，B 说法错误．10．关于太阳光谱，下列说法正确的是( )A ．太阳光谱是吸收光谱B ．太阳光谱中的暗线，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C ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D ．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素解析：选AB ．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A 、B 正确．分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，由于地球大气层的温度很低，太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收，故选项C 、D 错误．三、非选择题11．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2为多少？解析：由1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－142，解得：λ1λ2＝2720，由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027. 答案：202712．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 ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，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 ⎝⎛⎭⎫132－1n 2 当n ＝6时，λ＝1.09×10－6 m. (2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，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 ＝3×108m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ≈2.75×1014 Hz. 答案：(1)1.09×10－6 m (2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz 美文欣赏 1、 走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。
2019-2020学年高中物理 18.3氢原子光谱课后习题 新人教版选修3-5.doc
2019-2020学年高中物理 18.3氢原子光谱课后习题新人教版选修3-51.下列物质中产生线状谱的是()A.炽热的钢水B.发光的日光灯管C.点燃的蜡烛D.极光解析:炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱,发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱,极光是宇宙射线激发的气体发光,能产生线状谱。
选项B、D正确。
答案:BD2.下列说法中正确的是()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.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱解析:据连续谱的产生知选项A正确;由于吸收光谱中的暗线和线状谱中的明线相对应,所以选项B 正确;气体发光,若为高压气体则产生吸收光谱,若为稀薄气体则产生线状谱,所以选项C错误;甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱,所以选项D错误。
答案:AB3.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.作光谱分析时,利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析:不同光源发出的光谱有连续谱,也有线状谱,故A、B错误;稀薄气体发出的光谱是线状谱,C正确;只有应用线状谱才可以进行光谱分析,D错误。
答案:C4.有关原子光谱,下列说法正确的是()A.原子光谱间接地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解析:不同的原子发出的谱线不相同,每一种原子都有自己的特征谱线,利用光谱分析可以用来确定元素,所以原子光谱可以间接反映原子结构的特征,A、B、D三项正确。
太阳光谱是不连续的,故C 项不正确。
答案:ABD5.根据光谱的特征谱线,可以确定物质的化学组成和鉴别物质,以下说法正确的是()A.线状谱中的明线是特征谱线,吸收光谱中的暗线不是特征谱线B.线状谱中的明线不是特征谱线,吸收光谱中的暗线是特征谱线C.线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线D.同一元素中的线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线是一一对应的解析:线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线,并且一一对应,A、B错误,C、D正确。
2020-2021高二物理3-5课后作业：第十八章 第3节 氢原子光谱含解析
2020-2021学年高二物理人教版选修3-5课后作业：第十八章第3节氢原子光谱含解析A组:合格性水平训练1．(光谱）（多选)关于光谱，下列说法正确的是()A．炽热的灯丝发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．氢气放电管发射的光谱是线状谱答案ACD解析炽热的灯丝发射的光谱为连续谱，A正确；发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，B错误;线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析,C正确;氢气放电管发射的光谱是线状谱，D正确。
2．（光谱）关于光谱，下列说法正确的是(）A．有的原子发出的光谱是连续谱，有的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．光谱分析时只能用发射光谱,不能用吸收光谱D．光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱答案B解析各种原子发出的光谱是特征光谱,是线状谱,A错误；线状谱只包含对应波长的若干光，B正确；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错误。
3．（光谱分析)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，下列说法中正确的是（）A．利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分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．我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成答案B解析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，这些暗线与所经物质有关，与高温物体无关,C错误;月亮反射到地面的光是太阳光谱，D错误。
4．(光谱）（多选)对原子光谱，下列说法正确的是（)A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的,所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的结构不同，所以各种原子的光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案ACD解析原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线,故B错误，C正确；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成,D正确。
人教版 高中物理 选修3-5 18.3氢原子光谱 同步练习习题(含答案解析)
人教版 高中物理 选修3-5 18.3氢原子光谱 同步练习习题（含答案解析）一、 选择题1、关于光谱，下列说法中正确的是( )A 、炽热的液体发射连续光谱B 、明线光谱和暗线光谱都可以对物质进行分析C 、太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D 、发射光谱一定是连续光谱2、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3、对于巴耳末公式)121(122n R -=λ的理解，下列说法正确的是（ ）A 、此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B 、此公式中n 可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的C 、此公式中n 只能取整数，故氢原子光谱是线状谱D 、此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱4、下列说法正确的是（ ）A 、所有氢原子光谱的波长都可以有巴耳末公式求出B 、根据巴耳末公式可知，只要n 取不同的值，氢原子光谱的普贤就可以有无数条C 、巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分D 、氢原子光谱是线状谱一个例证5、对于原子光谱，下列说法正确是（ ）A 、原子光谱是不连续的B 、由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱是相同的C 、各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的D 、分析物质发光体的光谱，可以鉴别物质中含那种元素6、太阳光谱中有许多暗线，他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元素D 、太阳内部存在相应元素7、光谱分析所用的光谱是（ ）A 、连续光谱B 、明线光谱C 、太阳光谱D 、以上都可以 二、填空题8、氢原子光谱中，有一条谱线在真空中的波长为656.3nm,这条谱线的频率为 Hz 对应于这条谱线的光子能量为 J,合 eV三、计算题9、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两条谱线所对应的n,这两条谱线的波长各是多少？氢原子光谱有何特点？参考答案1、AB 2.B 3.AC 4.B 5.ACD 6.C 7.BC 8.4.57ⅹ1014 Hz3.03 ⅹ10-19 1.89 9、3=n 时，m 7105.6-⨯=λ n=4时， m 7108.4-⨯=λ，氢原子在可见光范围内的谱线为不连续的明线。
2019-2020学年物理人教版选修3-5课后检测：18.3 氢原子光谱 Word版含解析
3氢原子光谱记一记氢原子光谱知识体系1个公式——巴耳末公式2种谱线——线状谱、连续谱1个实验规律——氢原子光谱实验规律辨一辨1.各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率．(√)2．可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．(√)3．光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．(×)4．稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光．(√) 5．巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．(×)想一想1.什么是光谱？研究光谱对了解原子结构有什么作用？提示：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长和强度分布记录．许多情况下光是由原子内部电子运动产生的，因此光研究是探索原子结构的一条重要途径．2．经典理论在解释氢原子光谱时遇到了什么困难？提示：经典物理学无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．3．仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？提示：氢原子光谱从左向右谱线间的距离越来越大．氢原子光谱的谱线波长符合巴耳末公式．思考感悟：练一练1.(多选)下列物质中产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛D．极光解析：炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱，发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱，选项B、D正确．答案：BD2．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．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A、B 错误；稀薄气体发出的光谱是线状谱，C正确；只有应用线状谱才可以进行光谱分析，D错误．答案：C3．(多选)要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是() A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气解析：炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D错误．答案：BC4．根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)讨论，随着n的增大，氢原子所发出的光的波长如何变化？光子的能量如何变化？解析：随着n的增大，由巴耳末公式可得波长越小，再由波长与频率的关系，频率与光子能量的关系，可得随着n的增大，光子的能量越大．答案：见解析要点一对光谱和光谱分析的理解1.(多选)关于光谱，下列说法正确的是()A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光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：炽热的液体发射的光谱为连续谱，选项A正确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，选项B错误．线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，选项C 正确．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，选项D正确．答案：ACD2．下列说法正确的是()A．线状谱中的亮线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线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．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱解析：吸收光谱中的暗线和线状谱中的明线相对应，都是特征谱线，但通常吸收光谱中的暗线要比线状光谱中的明线少，所以A正确，B错误；气体发光，若为高压气体则产生连续谱，若为稀薄气体则产生线状谱，所以C错误；甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱，所以D错误，综上所述，应选A.答案：A3．[2019·江苏期末](多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A．线状谱和吸收光谱可用于光谱分析B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素解析：线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此可用于光谱分析，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；发射光谱分为线状谱和连续谱，对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，D错误．答案：AC4．(多选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱() A．按光的波长顺序排列B．按光的频率顺序排列C．按光子质量的大小排列D．按光子能量的大小排列解析：由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A、B正确；光子没有质量，故C错误；由爱因斯坦的光子说可知，光子的能量与光子频率相对应，D正确．答案：ABD要点二氢原子光谱的规律应用5.[2019·通州月考]氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的波长为λ1，波长次之为λ2，则λ1λ2为()A.2027 B.2720C.23D.32解析：由1λ＝R (122－1n 2)得：当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R (122－132)．当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R (122－142)，解得λ1λ2＝2720.答案：B6．(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)的理解，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解析：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中得到的，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．答案：AC7．[2019·湛江检测]如图甲所示的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( )A ．a 元素B ．b 元素C ．c 元素D ．d 元素 解析：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缺少该元素．答案：B8．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱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．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，1λ1＝1.10×107×(122－132) m －1 解得λ1＝6.55×10－7 m.当n ＝∞时，波长最短，1λ2＝R (122－1n 2)＝R ×14， λ2＝4R ＝41.1×107m ＝3.64×10－7 m. 答案：当n ＝3时，波长最长为6.55×10－7 m当n ＝∞时，波长最短为3.64×10－7 m基础达标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：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．答案：A2．[2019·万州检测](多选)对于光谱，下面的说法中正确的是()A．连续光谱和线状光谱都是发射光谱B．线状谱由不连续的若干波长的光组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：吸收光谱也是线状谱，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，故B正确；太阳周围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．答案：BD3．(多选)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：光谱包括连续谱和线状谱，线状谱可用作光谱分析，太阳光谱是吸收光谱，光谱分析可以发现新元素和鉴定物质成分．故正确答案为A、C、D.答案：ACD4．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为()A.59 B.49C.79 D.29解析：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，选项A正确．答案：A5．(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．经典电磁理论可以解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，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．对氢原子光谱的分析彻底否定了经典电磁理论解析：根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，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．对氢原子光谱的分析只是证明经典电磁理论不适用于对微观现象的解释，并没有完全否定经典电磁理论．综上，选项B、C正确．答案：BC6．太阳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：太阳光谱中的暗线是由于太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的，表明太阳大气层中含有与这些特征谱线相对应的元素，故选项C正确．答案：C7．[2019·河南周口月考]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解析：氢原子发射的光的波长取决于光子的能量E，由于氢原子发射的光子的能量E＝E n－E m(下一节将学到)，所以发射的光子的能量是不连续的，故氢原子只能产生特定波长的光，即氢原子产生的光谱是一系列不连续的谱线，故A、D错误，B正确．光谱是不连续的，与亮度无关，故C错误．答案：B8．(多选)关于巴耳末公式，下列说法正确的是()A．巴耳末依据原子的核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子光谱在可见光区的实际情况，其波长的分立值并不是人为规定的解析：巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的4条谱线分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据原子的核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只发出若干特定频率的光，由此可知C、D正确．答案：CD9．[2019·湖南岳阳模拟]关于巴耳末公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，理解正确的是()A．式中n只能取整数，R称为巴耳末常量B．巴耳末系的4条谱线位于红外区C．在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短D．巴耳末系的4条谱线是氢原子从n＝2的能级向n＝3、4、5、6能级跃迁时辐射产生的解析：巴耳末公式中n为量子数，不可以取任意值，只能取整数，且n≥3，式中R叫做里德伯常量，故A错误；巴耳末系的4条谱线位于可见光区，故B错误；根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，可知n值越大，对应的波长λ越短，故C正确；公式只适用于氢原子从n≥3的能级向n＝2的能级跃迁时发出的光谱，故D错误．答案：C10．(多选)下列关于特征谱线的几种说法，正确的有()A．明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线B．明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线C．明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线D．同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的E．每种原子都有自己的特征谱线，可以用其来鉴别物质解析：明线光谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，并且实验表明各种元素吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应，A、D正确，每种原子都有自己的特征谱线，可以用其来鉴别物质，E正确．答案：ADE能力达标11.可见光的波长范围为400～700 nm，根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，当n取何值时氢原子所发出的光用肉眼能直接观察到？(R ＝1.10×107 m －1)解析：把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3,4,5,6时氢原子发出的光用肉眼直接观察的到．答案：3,4,5,612．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1λ＝R (132－1n 2)(n ＝4,5,6，…)，R ＝1.10×107 m－1.已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域．(1)n ＝6时，对应的波长为多少？(2)帕邢系的氢原子光谱谱线对应的波在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？解析：(1)根据帕邢系公式1λ＝R (132－1n 2)当n ＝6时，有λ≈1.09×10－6 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，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/sν＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ≈2.75×1014 Hz. 答案：(1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz13．在可见光范围内氢原子发光的波长最长的2条谱线所对应的n .(1)它们的波长各是多少？(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？(3)氢原子光谱有什么特点？解析：(1)设当n ＝3,4时，氢原子发光所对应的波长分别为λ1、λ2，由巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)(n ＝3,4,5…)知当n ＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m －1， 解得λ1＝6.5×10－7 m当n ＝4时，1λ2＝1.10×107×(122－142) m －1， 解得λ2＝4.8×10－7 m.(2)当n ＝3时，对应着氢原子巴耳末系中的波长最长，即为λ1，因此ε1＝h c λ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J ＝3.06×10－19 J. (3)除巴耳末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式，即1λ＝R (1a 2－1n 2)，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．答案：(1)6.5×10－7 m 4.8×10－7 m(2)3.06×10－19 J(3)由一系列线系组成的不连续的线状谱。
物理(人教版)选修3-5试题：第十八章3氢原子光谱
第十八章原子结构3 氢原子光谱1．(多选)下列说法正确的是()A．发射光谱一定是连续谱B．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析C．霓虹灯发光形成的光谱是连续谱D．巴耳末公式只适用于氢原子发光答案：BD2．(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A．连续光谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱B．通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分C．连续光谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光D．通过对线状谱的明线光谱分析或对吸收光谱的暗线分析，可鉴定物质成分解析：连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的，而不是指光源是连续的，连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的，同理线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的，由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生的，而不是指光源是线状的，A错，C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱含有一切波长的光，不是原子的特征谱线，不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线，所以可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，其优点是灵敏度很高，在发现和鉴定元素上有着重大的意义，B 错，D 对.答案：CD3．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，它们没有关系解析：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亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱对照，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，这些暗线与所经物质有关，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．答案：B4．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) A.59B.49C.79D.29解析：由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，n ＝3，4，5，….当n＝∞时，最小波长1λ1＝R 122；①当n＝3时，最大波长1λ2＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－132.②由①②得λ1λ2＝59.答案：AA级抓基础1．(多选)下列光谱中属于原子光谱的是()A．太阳光谱B．放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C．白炽灯的光谱D．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱解析：放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱，燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B、D对．答案：BD2．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是()A．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱B．霓虹灯产生的是明线光谱C．进行光谱分析时，只能用明线光谱D．同一元素吸收光谱的暗线与明线光谱的位置是一一对应的解析：太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为明线光谱，故选B、D.答案：BD3．(多选)地球上接收到的太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线.下列说法正确的是()A．太阳光谱是连续光谱B．太阳表面大气层中存在着相应的元素C．这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时被气体吸收形成的D．这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时发射的解析：太阳光谱是线状谱，A错误；地球上接收到的太阳光谱中有许多暗线，是因为太阳表面大气层中存在相应的元素，B正确；这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时被气体吸收形成的，C正确D错误.答案：BCB级提能力4．(多选)下列说法正确的是()A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条C．巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分D．氢原子光谱是线状谱的一个例证解析：氢原子的谱系有好几个，巴耳末系是可见光区中的一个，仅十四条谱线，故A、B不正确，C正确．氢原子光谱是线状谱，故D正确．答案：CD5．(多选)关于原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的B．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的C．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的D．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同解析：原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对、B 错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D对、C错．答案：AD6．(多选)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素解析：将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线即是该矿物质中缺少的．答案：BD7．可见光的波长范围为400～700 nm，根据巴耳末公式1λ＝R⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，当n 取何值时氢原子所发出的光能用肉眼直接观察到(R ＝1.10×107 m －1)?解析：把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式，得n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式，可得n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3、4、5、6时氢原子发出的光用肉眼能直接观察到．答案：3、4、5、6。
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第十八章原子结构
3 氢原子光谱
1．(多选)下列说法正确的是()
A．发射光谱一定是连续谱
B．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析
C．霓虹灯发光形成的光谱是连续谱
D．巴耳末公式只适用于氢原子发光
答案：BD
2．(多选)下列关于光谱的说法正确的是()
A．连续光谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱
B．通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分
C．连续光谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光
D．通过对线状谱的明线光谱分析或对吸收光谱的暗线分析，可鉴定物质成分
解析：连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的，而不是指光源是连续的，连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的，同理线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的，由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生的，而不是指光源是线状的，A错，C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱含有一切波长的光，不是原子的特征谱线，不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特
征谱线，所以可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，其优点是灵敏度很高，在发现和鉴定元素上有着重大的意义，B 错，D 对.
答案：CD
3．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
解析：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亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱对照，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，这些暗线与所经物质有关，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．
答案：B
4．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) A.59
B.49
C.79
D.29
解析：由巴耳末公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭
⎪⎫122－1n 2，n ＝3，4，5，….
当n＝∞时，最小波长1
λ1＝R 1
22；①
当n＝3时，最大波长1
λ2＝R⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
1
22－
1
32.②
由①②得λ1
λ2＝
5
9.
答案：A
A级抓基础
1．(多选)下列光谱中属于原子光谱的是()
A．太阳光谱
B．放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱
C．白炽灯的光谱
D．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱
解析：放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱，燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B、D对．
答案：BD
2．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是()
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是连续谱
B．霓虹灯产生的是明线光谱
C．进行光谱分析时，只能用明线光谱
D．同一元素吸收光谱的暗线与明线光谱的位置是一一对应的
解析：太阳光谱是吸收光谱，可进行光谱分析；白炽灯光产生的是连续谱；霓虹灯管内充有稀薄气体，产生的光谱为明线光谱，故选B、D.
答案：BD
3．(多选)地球上接收到的太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线.下列说法正确的是()
A．太阳光谱是连续光谱
B．太阳表面大气层中存在着相应的元素
C．这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时被气体吸收形成的
D．这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时发射的
解析：太阳光谱是线状谱，A错误；地球上接收到的太阳光谱中有许多暗线，是因为太阳表面大气层中存在相应的元素，B正确；这些暗线是由于太阳光通过太阳大气层中温度较低的气体时被气体吸收形成的，C正确D错误.
答案：BC
B级提能力
4．(多选)下列说法正确的是()
A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条
C．巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱的一个例证
解析：氢原子的谱系有好几个，巴耳末系是可见光区中的一个，仅十四条谱线，故A、B不正确，C正确．氢原子光谱是线状谱，故D正确．
答案：CD
5．(多选)关于原子光谱，下列说法正确的是()
A．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的
B．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的
C．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的
D．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同解析：原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对、B 错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D对、C错．
答案：AD
6．(多选)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是()
A．a元素B．b元素
C．c元素D．d元素
解析：将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线即是该矿物质中缺少的．
答案：BD
7．可见光的波长范围为400～700 nm，根据巴耳末公式1
λ
＝R
⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，当n 取何值时氢原子所发出的光能用肉眼直接观察到(R ＝1.10×107 m －1)?
解析：把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式，得n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式，可得n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3、4、5、6时氢原子发出的光用肉眼能直接观察到．
答案：3、4、5、6。