高中物理选修3-5氢原子光谱

课时训练13氢原子光谱

一、非标准

1.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()

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

答案:C

解析:太阳光谱是吸收光谱,物体发出的白光,通过温度较低的物质时,某些波长的光被该物质吸收后形成的光谱。

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,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的亮线与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同,它们没有关系

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某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。

3.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

答案:B

解析: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。

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

答案:CD

解析:氢原子的谱系有好几个,巴耳末系仅是可见光区中的一个,仅四条谱线,故A、B错误,C正确;氢原子光谱是线状光谱,故D正确。

5.(多选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式=R(),n=3,4,5,…对此,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

答案:CD

解析: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有若干特定频率的光,由此可知,C、D正确。

6.巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式=R(),式中n=3,4,5,…在氢原子光谱可见光区,最长波长与最短波长之比为多少?

答案:

解析: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时波长最大,λmax=;n=6时波长最小,λmin=,故。

7.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(λ1=656.47nm,λ2=486.27nm)对应的n。

答案:3 4

解析:由巴耳末公式=R()得

=1.10×107×() m-1,解得n1=3;

=1.10×107×() m-1,解得n2=4。

8.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=R(),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?

答案:(1)1.09×10-6m(2)3×108m/s2. 75×1014Hz

解析:(1)根据帕邢系公式=R(),当n=6时,代入数据得λ≈1.09×10-6m。

(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c=λν得ν= Hz≈2.75×1014Hz。