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

PAGE4-氢原子光谱[A组素养达标]1．关于线状谱，下列说法正确的是()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确定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而变更，选项C正确．答案：C2．(多选)下列物质中产生线状谱的是()A．炙热的钢水 B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛 D．极光解析：A、C能产生连续谱．B能产生水银蒸气的特征光谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱，B、D正确．答案：BD3．下列关于光谱和光谱分析的说法，正确的是()A．日光灯产生的光谱是连续谱B．太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素C．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分D．连续谱是不能用来作光谱分析的解析：日光灯是低压水银蒸气导电发光，产生线光谱，故A不正确．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汲取光谱，某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素汲取，故B也不正确．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，C是错误的．光谱分析只能是线光谱和汲取光谱，连续光谱是不能用来作光谱分析的，所以D正确．答案：D4．对于巴耳末公式，下列说法正确的是()A．全部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．巴耳末公式确定了氢原子发光的一组谱线的波长，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：巴耳末公式只确定了氢原子发光中一组谱线的波长，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，但它既适用于可见光也适用于紫外光，故B错误，C正确．答案：C5．(多选)下列对氢原子光谱试验规律的相识中，正确的是()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气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，A、B对，C错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，D错．答案：AB6．下列关于光谱的说法，正确的是()A．炙热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的汲取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低温的乙物质蒸气可得到甲物质的汲取光谱解析：由于通常看到的汲取光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些，所以B错误．而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是淡薄气体发光形成线状谱，故C错误．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的汲取光谱，所以D错误．答案为A.答案：A7．(多选)下列说法正确的是()A．全部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多数条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．答案：CD8．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系，帕邢系等，其中赖曼系的表达式为eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,12)－eq\f(1,n2))，其中n＝2,3,4，…，R＝1.10×107m－1.求赖曼系中波长最长的波对应的频率．解析：对于赖曼系，当n＝2时对应光的波长最长eq\f(1,λ1)＝R(eq\f(1,12)－eq\f(1,n2))＝eq\f(3,4)R波长λ1的光对应的频率为ν1＝eq\f(c,λ1)＝eq\f(3,4)Rc＝eq\f(3,4)×1.10×107×3×108Hz＝2.475×1015Hz.答案：2.475×1015Hz[B组素养提升]9．如图甲所示的a、b、c、d分别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：由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行比照，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．答案：B10．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．炙热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的汲取光谱，可用于光谱分析C．可以用特征谱线进行光谱分析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，选项A正确；由汲取光谱的定义及特点可知，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．答案：D11．利用里德伯常量(R＝1.09677×107m解析：巴耳末公式为eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，n＝3,4,5，…按题意n＝6，则eq\f(1,λ4)＝1.09677×107×(eq\f(1,4)－eq\f(1,36))m－1所以λ4≈4.103×10－7mE4＝heq\f(c,λ4)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,4.103×10－7)J≈4.85×10－19J.答案：4.103×10－7m4.85×10－19J[C组学霸冲刺]12．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))，其中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＝7时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n＝7时，传播频率为多大？解析：(1)由帕邢系公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))知，当n＝7时，得λ≈1.00×10－6m.(2)由帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，