2024-2025学年高中物理课时分层作业6光谱氢原子光谱含解析教科版选修3-5

PAGE4-课时分层作业(六)光谱氢原子光谱(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(多选)白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的连续谱线，下列说法正确的是()A．棱镜使光谱加了颜色B．白光是由各种颜色的光组成的C．棱镜对各种颜色光的偏折不同D．发光物质发出了在可见光区的各种频率的光BCD[白光通过棱镜使各种颜色的光落在屏上的不同位置，说明棱镜对各种颜色的光偏折不同，形成的连续光谱按波长(或频率)排列，即白光是包括各种频率的光，光的颜色是由频率确定，并非棱镜增加了颜色，B、C、D正确，A错误．]2．有关原子光谱，下列说法错误的是()A．原子光谱反映了原子结构特征B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C．鉴别物质的成分可以采纳光谱分析D．每种原子处于不同的物质中的线状谱不同D[原子光谱的特征间接地反映了原子的结构特征，不同元素的原子结构是不同的，故产生的光谱也不同，故A、B正确，D错误；因为各种原子有自己的特征谱线，我们可以利用光谱分析来鉴别物质的化学组成，C正确．故本题应为D.]3．(多选)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相同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BC[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，B、C正确．]4．太阳光谱中有很多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于()A．太阳表面大气中缺少相应的元素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元素D．地球表面大气层中存在着相应元素C[太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子汲取，从而使我们视察到的太阳光谱是汲取光谱，分析太阳的汲取光谱，可知太阳大气层的物质组成，因此，选项C正确，A、B、D错误．]5．氢原子光谱中，巴尔末系最小波长与最大波长之比为()A.eq\f(5,9)B.eq\f(4,9)C.eq\f(7,9)D.eq\f(2,9)A[由巴尔末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3,4,5，…当n→∞时，有最小波长λ1，eq\f(1,λ1)＝Req\f(1,22)，当n＝3时，有最大波长λ2，eq\f(1,λ2)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))，得eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(5,9).]6．下列关于巴尔末公式eq\f(1,λ)＝RHeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))的理解，正确的是()A．此公式是巴尔末在探讨氢原子光谱特征时发觉的B．公式中n可取随意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取大于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱A[此公式是巴尔末在探讨氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值．故氢原子光谱是线状谱，B、C错．]二、非选择题(14分)7．已知氢原子光谱中巴尔末线系第一条谱线Hα的波长为eq\o(6565A,\s\up6(0))，试推算里德伯常量的值．[解析]巴尔末系中第一条谱线为n＝3时，即eq\f(1,λ1)＝RH(eq\f(1,22)－eq\f(1,32))RH＝eq\f(36,5λ1)＝eq\f(36,5×6565×10－10)m－1＝1.097×107m－1.[答案]1.097×107m－1[实力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)关于物质的汲取光谱和线状谱之间的关系，下列说法正确的是()A．汲取光谱和线状谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关B．同种物质汲取光谱中的暗线跟它线状谱中的明线相对应C．线状谱与汲取光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应D．线状谱与汲取光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定物质的化学组成BD[线状谱与汲取光谱都是原子的特征谱线，但是线状谱是原子光谱，汲取光谱不是原子光谱，C错误；线状谱和汲取光谱都可以进行光谱分析，D正确；同种物质汲取光谱中的暗线与它线状谱中的明线相对应，B正确，A错误．]2．下列对于巴尔末公式的说法正确的是()A．全部氢原子光谱的波长都与巴尔末公式相对应B．巴尔末公式只确定了氢原子发光中可见光部分的光的波长C．巴尔末公式确定了氢原子发光中一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴尔末公式确定了各种原子发光中的光的波长C[巴尔末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描述其他原子的发光，A、D错误；巴尔末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴尔末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确．]3．下列说法不正确的是()A．巴尔末系光谱线的条数只有4条B．巴尔末系光谱线有多数条C．巴尔末系中既有可见光，又有紫外光D．巴尔末系在可见光范围内只有4条A[巴尔末系中的光谱线有多数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．故B、C、D正确，A错误．]4．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B[把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，故选项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．]二、非选择题(本大题共2小题，共26分)5．(12分)在可见光范围内氢原子发光的波长最长的2条谱线所对应的n值为多少？它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？[解析]因是可见光范围内的，故可干脆用公式eq\f(1,λ)＝RHeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))进行求解．由公式可知，n越小，对应的波长越长．所以n＝3和n＝4是氢原子光谱在可见米范围内波长最长的两条谱线所对应的值当n＝3时，eq\f(1,λ1)＝1.10×107×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))，解得λ1≈6.5×10－7m.当n＝4时，eq\f(1,λ2)＝1.10×107×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,42)))，解得λ2≈4.8×10－7m.除巴尔末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都满意与巴尔末公式类似的关系式，即eq\f(1,λ)＝RHeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k2)－\f(1,n2)))，其中k分别为1,2,3,4，…，对应不同的线系．由此可知，氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱．[答案]n1＝3n2＝4λ1＝6.5×10－7mλ2＝4.8×10－7m氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱6．(14分)氢原子光谱除了巴尔末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为eq\f(1,λ)＝RH(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))，n＝4,5，6，…，RH＝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？[解析](1)帕邢系公式eq\f(1,λ)＝RH(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))，当n＝6时，得λ＝1.09×10－6m.(2