2024-2025学年高中物理第十八章原子结构第三节氢原子光谱课时作业含解析新人教版选修3-5

PAGE4-第三节氢原子光谱基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子核结构的正确图景，解决的问题有(A)A．说明了α粒子散射现象B．原子中存在电子C．结合经典电磁理论说明原子的稳定性D．结合经典电磁理论说明氢光谱解析：通过α粒子散射试验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，而经典电磁理论并不能说明原子的稳定性和氢原子光谱，A正确，B、C、D错误。2．下列关于光谱的说法正确的是(C)A．月光是连续光谱B．日光灯产生的光谱是连续光谱C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线状谱D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状谱解析：月光是反射的太阳光，是汲取光谱，故选项A错。日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线光谱，故选项B错。酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱，故选项C正确，选项D错。3．巴耳末通过对氢光谱的探讨总结出巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5…)，对此，下列说法正确的是(C)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．巴耳末公式精确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的解析：巴耳末公式是依据对氢光谱的分析得出的，而不是依据核式结构总结出的，A错、C对；巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，此公式反映出氢原子发光是不连续的，B、D错。4．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(BC)A．经典电磁理论很简单说明原子的稳定性B．依据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最终被吸附到原子核上C．依据经典电磁理论，原子光谱应当是连续的D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论解析：依据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量最终被吸附到原子核上，原子不应当是稳定的，并且放射的光谱应当是连续的。氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，是引入新的观念了。故正确答案为B、C。5．关于太阳光谱，下列说法正确的是(BC)A．太阳光谱为连续谱B．太阳光谱为汲取光谱C．探讨太阳光谱，可以了解太阳大气层的物质成分D．探讨太阳光谱，可以了解地球大气层的物质成分解析：弄清太阳光谱的成因。太阳光谱是汲取光谱，是通过太阳大气层后，被太阳大气层中物质汲取后形成的光谱。而汲取光谱的谱线与这种元素的线状谱是对应的，因此分析汲取光谱，也可了解物质的组成，故B、C正确。二、非选择题6．利用①白炽灯②蜡烛③霓虹灯④在酒精火焰中烧钠和钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有__①和②__，能产生明线光谱的有__③和④__。解析：白炽灯是炙热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是淡薄气体发光，是明线光谱；在酒精火焰上烧钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，形成明线光谱，所以题中①和②属于连续光谱，③和④属于明线光谱。7．在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n和它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？答案：n＝3时，λ＝6.5×10－7m，n＝4时，λ＝4.8×10－7m解析：据公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))n＝3,4,5，……当n＝3时，波长λ最大，其次是n＝4时，当n＝3时，eq\f(1,λ1)＝1.10×107×(eq\f(1,4)－eq\f(1,9))解得λ1＝6.5×10－7m当n＝4时，eq\f(1,λ2)＝1.10×107×(eq\f(1,4)－eq\f(1,16))解得λ2＝4.8×10－7m氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱。实力提升一、选择题(1、2题为单选题，3～5题为多选题)1．关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是(D)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级向低能级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解析：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，故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，选项A正确；原子的特征谱线可能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的，故选项B正确；每种原子都有自己的特征谱线，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，故选项C正确；α粒子散射试验是原子具有核式结构的有力证据，故选项D错误。2．(2024·河北省保定市高二下学期期中)太阳的连续光谱中有很多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于(C)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汲取而产生的，是一种汲取光谱。所以太阳光的光谱中有很多暗线，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，A、B、D错误。3．(2024·河南省周口月考)下列对氢原子光谱试验规律的相识中，正确的是(AB)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原子放电管放电强弱有关解析：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，选项A、B正确，选项C错误；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光，光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，选项D错误。4．通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱(ACD)A．按光的频率依次排列 B．按光子的质量大小排列C．按光的速度大小排列 D．按光子的能量大小排列解析：光谱是将光按波长绽开的，而波长与频率相对应，故A正确；光子没有质量，各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同，B错误，C正确；由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应，D正确。5．(2024·湖南岳阳模拟)关于巴耳末公式：eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)，理解正确的是(BC)A．式中n只能取整数，R称为巴耳末常量B．巴耳末系的4条谱线位于可见光区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，不行以取随意值，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正确；依据巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，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。二、非选择题6．如图所示的分光镜是用来视察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色光由小孔S进入平行光管，那么在光屏MN上的P处是__红__光，Q处是__绿__光、R处是__紫__光。解析：分光镜是依据光的色散现象制成的。复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小。7．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)＝R(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))，n＝4,5,6……，R＝1.10×107m－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)由帕邢系公式eq