高中物理第十八章原子结构18.3氢原子光谱同步训练含解析新人教选修.docx

18.3氢原子光谱一、选择题1、下列说法中不正确的是（） A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B、各种原子的明线光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明线光谱D、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2、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、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的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3、1996年，物理学家利用加速器“制成”反氢原子反氢原子是由一个反质子和一个绕它运动的正电子组成，反质子与质子质量相同，电荷量为e 关于氢原子和反氢原子，下列说法中正确的是（） A、它们的原子能级不同B、它们的原子光谱相同C、反氢原子中正电子绕反质子的运动具有确定的轨道D、氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞发生湮灭，只能放出一个光子4、下列说法不正确的有（） A、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的B、射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D、质子与中子的质量不等，但质量数相等5、许多物理现象在科学技术领域得到了应用，以下说法中正确的是（） A、医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B、照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象C、利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，不容易发生衍射D、明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分6、关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（） A、太阳光谱与白炽灯光谱是连续光谱B、霓虹灯产生的光谱是暗线光谱C、做光谱分析可以用明线光谱，也可用吸收光谱D、我们观察月亮的光谱可以确定月亮的化学组成7、关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（） A、太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B、霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱C、进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱D、观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成8、太阳的连续光谱中有许多暗线，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9、对于巴耳末公式 的理解，下列说法正确的是（） A、此公式是巴耳末在研究钠光谱特征时发现的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10、下列说法正确的是（） A、进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用线状光谱B、摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素C、巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分D、氢原子光谱是线状谱的一个例证11、下列关于光谱的说法中错误的是（） A、炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱B、各种原子的线状光谱中的明线和它的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光谱D、甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到乙物质的吸收光谱12、下列说法中正确的是（） A、进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用线状光谱B、光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速，能帮助人们发现新元素C、线状光谱和吸收光谱都不可以对物质进行分析D、摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素13、关于光谱分析，下列说法中不正确的是（） A、进行光谱分析时，既可以利用连续光谱，也可以利用线状光谱B、进行光谱分析时，必须利用线状光谱或吸收光谱C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D、利用光谱分析不可以深入了解原子的内部结构14、不同元素都有自已独特的光谱线，这是因为各元素的（） A、原子序数不同B、原子质量数不同C、激发源能量不同D、原子能级不同15、光谱分析所用的光谱不正确的说法是（） A、发射光谱B、线状光谱C、太阳光谱D、以上都不可以二、填空题16、科学家_通过a粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型；科学家玻尔在此基础上又进行了一系列量子化的假设，从而可以完美地解释氢原子的发光现象根据玻尔理论，当大批氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时，氢原子最多能发出_种频率的光（电磁波）17、一群氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，辐射的三条谱线中，波长较长的二条谱线的波长分别为1和2 ， 则最短波长3=_ 18、根据波尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，原子能量_，电子动能_（填“增大”、“减小”或“不变”） 19、如图所示为某原子的能级图，a、b、c这原子跃迁所发出的三种波长的光，在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，测正确的是_一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为_该反应放出的能量为Q ， 则氘核的比结合能为_20、人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程请按要求回答下列问题卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献请选择其中的两位，指出他们的主要成绩_ 三、解答题21、物质的光谱按其产生方式不同可分为发射光谱和吸收光谱两大类，发射光谱又包含有两种光谱连续光谱和明线光谱炽热的钢水发光产生的属于什么光谱？霓虹灯发光光谱属于什么光谱？太阳光形成的光谱属于光谱？22、已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为3.4eV和1.51eV ， 金属钠的截止频率为5.531014Hz ， 普朗克常量h=6.631034Js ， 请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应23、根据玻尔理论，氢原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E的轨道，会辐射出波长为的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则 (1)E多少？ (2)该氢原子的电子绕核运转的动能会怎么变化？ 24、一群处于量子数n=3的氢原子向低能级跃迁的过程中能产生多少种不同频率的光子？25、有一群氢原子处于n=4的能级上，已知氢原子的基态能量E1=13.6eV ， 普朗克常量h=6.631034Js求： (1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？ (2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？（结果保留两位有效数字） 答案解析部分一、选择题 1、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，故A正确；B、各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线是一一对应的，都有各自的特征，故B正确；C、由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱故C错误D、甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱故D错误故选：C【分析】连续光谱产生的条件是炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成；每种原子明线光谱中的明线和其吸收光谱中的暗线是一一对应的；气体发出的光也可以形成连续光谱甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽形成的是乙物质的吸收光谱2、【答案】D 【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】A、每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质故A正确B、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的；故B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构故C正确，D错误本题选错误的；故选：D【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线 3、【答案】 B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】首先要明确一个氢原子是由一个电子和一个质子构成的，那么，一个反氢原子就是由一个反电子和一个反质子构成的反电子带正电，反质子带负电A、它们的原子能级相同，故A错误；B、它们的原子光谱相同，故B正确；C、反氢原子中正电子绕反质子的运动，不具有确定的轨道，故C错误；D、氢原子和反氢原子以大小相等的速度对心碰撞，不会发生湮灭，故D错误；故选：B【分析】氢原子是由原子核内一个质子和核外一个电子构成的，明确反氢原子和氢原子的不同点4、【答案】B 【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】A、氢原子光谱说明氢原子能级是分立的，故A正确；B、射线为原子核中的中子转变成质子而放出电子，故B错误；C、用加温、加压或改变其化学状态的方法，都不能改变原子核衰变的半衰期，故C正确；D、质子与中子的质量不等，但质量数相等，故D正确；故选：B【分析】光谱说明能级是分立的；射线为原子核中的中子转变成质子而放出电子；半衰期与外界环境及元素的物理、化学性质无关；质子与中子的质量数相同，但质量不等；核力是短程力，相邻核子之间才存在 5、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒故A错误B、照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了薄膜干涉现象故B错误C、利用红外线进行遥感、遥控主要是因为红外线的波长大，容易发生衍射故C错误D、明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分故D正确故选：D【分析】紫外线可以消毒灭菌，医院里用紫外线对病房和手术室进行消毒，用X射线进行透视照相机光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度红外线波长较长，容易发生衍射明线光谱和暗线光谱都可以用来分析物质的组成成分6、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；B、霓虹灯产生的是光谱是线状谱，故B不正确；C、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均能对物质进行分析，故C正确；D、月亮是反射太阳光，月球没有大气层，故观察月亮光谱，不可以确定月亮的化学组成，只能反映太阳的化学组成，故D错误；故选：C【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱7、【答案】 B【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；B、炽热气体发光是线状光谱，霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱，故B正确；C、光谱分析是用元素的特征谱线与连续谱对比来分析物体的化学成分，故C错误；D、月亮是反射太阳光，是吸收光谱，观察月亮光谱，只能确定月亮表面的化学组成，但不能确定月亮内部的化学组成，故D错误；故选：B【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱8、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】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C正确，ABD错误故选：C【分析】太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素9、【答案】C 【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】当在研究氢光谱特征时发现的巴耳末公式，公式 的n只能取整数，因此得到氢原子光谱是线状谱，只能适用于氢原子，故C正确，ABD错误；故选：C【分析】在研究氢光谱特征时发现此规律，根据对巴耳末公式 的理n只能取整数，即可求解 10、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、进行光谱分析只可以用线状光谱，不可以用连续光谱，故A错误；B、月光是反射光线，不能进行光谱分析出月球上有哪些元素，故B错误；C、根据巴耳末系公式，可知，巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分，故C不正确；D、氢原子光谱是线状谱的一个例证，故D正确故选：D【分析】光谱分析不可以用连续光谱，但可以用线状光谱；月光是反射光，不能进行光谱分析出月球上有哪些元素；巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分；氢原子光谱是线状谱的一个例证11、【答案】 C【考点】氢原子光谱【解析】【解答】A、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、白炽灯的光谱是连续光谱故A正确；B、各种原子的线状光谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线必定一一对应故B正确C、高压气体发出的光谱是连续光谱，故C错误D、白色光是复色光，是连续光谱，通过低温的乙物质蒸气可得到乙物质的吸收光谱，故D正确；本题选择错误的，故选：C【分析】发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱12、【答案】B 【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】A、进行光谱分析，必须利用线状谱和吸收光谱，连续谱不行，A错误；B、光谱分析是用元素的特征谱线与光谱对比来分析物体的化学成分，B正确；C、线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析，C不正确；D、月球是反射的阳光分析月光实际上就是在分析阳光，月球又不象气体那样对光谱有吸收作用，因此无法通过分析月球的光谱来得到月球的化学成分，故D错误；故选：B【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱 13、【答案】A 【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】A、B、每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱故A错误，B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构故C正确，D正确；本题选择不正确的，故选：A【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线 14、【答案】 D【考点】氢原子光谱【解析】【解答】当原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级之差由于原子的能级是分立的，所以放出光子的能量也是分立的，这就是产生原子光谱的原因；由于不同元素的能级差不同，故每种元素都有自己独特的光谱线，故ABC错误，D正确故选D【分析】本题考察了原子光谱的产生，题目比较简单，原子的原子序数、质量数以及激发源能量，不会影响产生原子光谱是由原子能级不同导致的15、【答案】D 【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】A、每种元素都有自己的特征谱线，光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线故A正确；B、明线光谱和吸收光谱都是元素的特征光谱，光谱分析时，既可用明线光谱也可用吸收光谱故BC正确，D错误；故选：D【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱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；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线 二、填空题 16、【答案】 卢瑟福；6【考点】氢原子光谱【解析】【解答】原子的核式结构模型最早是由卢瑟福提出，卢瑟福通过粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；根据 =6知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子故答案为：卢瑟福，6【分析】原子的核式结构模型最早是由卢瑟福提出；卢瑟福通过粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”；根据数学组合公式 求出氢原子可能辐射光子频率的种数17、【答案】【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，发出的谱线波长最短，设为 则根据玻尔理论得：E3E1=h 又E3E2=h ， E2E1=h 联立解得，= 故答案为： 【分析】波长最短的谱线是从n=3的激发态跃迁到基态时发出的，根据玻尔理论求解最短的波长 18、【答案】减小；增大 【考点】玻尔原子理论 【解析】【解答】电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据 q= ，可知半径越小，动能越大故答案为：减小，增大【分析】电子绕核运动时，半径减小，电场力做正功，势能减小，总能量减小；根据库仑力提供向心力可分析动能变化；和卫星绕地球运动类似 19、【答案】C；【考点】氢原子光谱 【解析】【解答】（1）从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知a光的频率最大，波长最短，从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知b光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b 故C正确，A、B、D错误（2）根据电荷数守恒、质量数守恒得， ，该反应释放的能量为Q ， 则结合能为Q ， 所以氘核的比结合能为Q/2故答案为：（1）C，（2） ，Q/2【分析】（1）能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大，波长越短（2）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式，根据释放的能量得出结合能的大小，从而得出氘核的比结合能 20、【答案】玻尔提出玻尔的原子模型；查德威克发现中子 【考点】玻尔原子理论，物理学史 【解析】【解答】卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就）玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就）查德威克发现了中子（或其他成就）故答案为：玻尔提出玻尔的原子模型；查德威克发现中子【分析】可根据物理学史上物理学家的贡献作答即可 三、解答