高中物理人教版5第十八章原子结构3氢原子光谱

课时作业12氢原子光谱1．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：由光谱的概念和分类知A、D选项正确，而B选项错误。由光谱分析的原理知C选项正确。答案：A、C、D2．对于光谱，下面的说法中正确的是()A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：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，正确。太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是吸收光谱，故C、D错。答案：B3．关于线状谱，下列说法中正确的是()A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同解析：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、物质不同而改变，C正确。答案：C4．关于光谱分析，下列说法中不正确的是()A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱B．进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析可以深入了解原子的内部结构解析：进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱，它们能够反映原子的特征，A错误，B正确；利用光谱分析可以确定物质中含有哪些元素，C正确；光是由原子内部电子的运动产生的，利用光谱分析可以确定电子的运动情况，即原子的内部结构，D正确。答案：A5．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汽C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸汽D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸汽解析：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汽时，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：B、C6．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：由光谱的概念和产生知A选项正确。太阳光谱是吸收光谱，则B选项错误。由光谱分析原理和应用知C、D选项正确。答案：A、C、D7．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．同种物质吸收光谱中的暗线跟它明线光谱中的明线相对应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：明线光谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是明线光谱叫原子光谱，吸收光谱不是原子光谱。答案：B、D8．以下说法正确的是()A．进行光谱分析可以用连续光谱，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可以使这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解析：进行光谱分析不能用连续光谱，只能用明线光谱或吸收光谱；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气产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素。答案：B9．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．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．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱解析：对照连续光谱的特征和产生原理可知A选项正确；对于同一种元素的原子能级结构一定，因此它辐射或吸收的光的能量是一定的，因此B选项正确；高压气体发出的光是连续光谱，低压稀薄气体发出的光是明线光谱，因此C选项错误；甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气。其中有部分波长的光被乙物质的原子吸收，因此暗线是与乙物质的原子的能级差对应，所以这样形成的吸收光谱是乙物质的吸收光谱，D选项错误。答案：A、B10．巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，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？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＝eq\f(36,5R)；n＝6时波长最小，λmin＝eq\f(36,8R)，故eq\f(λmax,λmin)＝eq\f(8,5)。答案：eq\f(8,5)11．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱中巴耳末系的最短波长和最长波长所对应的n值，并计算出这两个波长。解析：在巴耳末线系中，当n＝∞时对应的波长最短，最短波长为λmin。eq\f(1,λmin)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－0))。解得λmin＝×10－7m＝nm。当n＝3时对应的波长最长，最长波长为λmax。eq\f(1,λmax)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))。解得λmax＝×10－7m＝答案：n＝∞，λmin＝nmn＝3，λmax＝nm12．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eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,32)－\f(1,n2)))，式中n＝4,5，6，…R＝×107m－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，对应谱线的波长及其传播频率；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速。解析：(1)将n＝6代入帕邢系公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,32)－\f(1,n2)))，得λ＝eq\f(12,R)＝eq\f(12,×107)m≈×10－6m，谱线频率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f×108,×10－6)Hz≈×1014Hz；(2)红外线是电磁波，在真空中的波速等于光速c＝×108答案：(1)×10－6m×1014Hz(2)×1013．处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会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：eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k2)－\f(1,n2)))，n，k分别表示氢原子跃迁前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线区，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U1，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U2，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。解析：设金属的逸出功为W，光电效应所产生的光电子最大初动能Ekm。由动能定理知：Ekm＝eUe。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：eq\f(1,λ1)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,12)－\f(1,22)))＝eq\f(3,4)R。波长λ1对应的光的频率ν1＝eq\f(c,λ1)＝eq\f(3,4)Rc。对于巴耳末线系，当n＝∞时对应的光波长最短，设为λ2，由题中所给公式有：eq\f(1,λ2)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－0))＝eq\f(1,4)R。波长λ2的光对应的频率ν2＝