2020-2021学年3 氢原子光谱精练

2013版高中物理 18.3 氢原子光谱知能巩固提升 新人教版选修3-5

【课堂训练】

1.(2012·杭州高二检测)对原子光谱，下列说法不正确的是(   )

A.原子光谱是不连续的

B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的

C.由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同

D.分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素

2.下列关于光谱的说法正确的是(   )

A.炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱

B.各种原子的线光谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应

C.气体发出的光只能产生线光谱

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吸收光谱

3.关于光谱，下列说法正确的是(   )

A.大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱

B.线状谱由不连续的若干波长的光组成

C.作光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱

D.作光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱

4.关于巴耳末公式=R()(n=3,4,5,…)的理解，正确的是(   )

A.此公式只适用于氢原子发光

B.公式中的n可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的

C.公式中的n是大于等于3的正整数，所以氢原子光谱不是连续的

D.该公式包含了氢原子的所有光谱线

5.(2012·威海高二检测)利用里德伯常量R=1.1×107 m-1求巴耳末线系中第四条谱线的波长和相应光子的能量.

【课后巩固】

6.(2012·盐城高二检测)关于光谱，下列说法正确的是(   )

A.一切光源发出的光谱都是连续谱

B.一切光源发出的光谱都是线状谱

C.稀薄气体发出的光谱是线状谱

D.作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成

7.下列关于特征谱线的几种说法，正确的有(   )

①明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线；②明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线；③明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线；④同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的.

A.只有①      B.只有③

C.只有①④     D.只有②④

8.(2012·南京高二检测)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是(   )

A.a元素      B.b元素

C.c元素      D.d元素

9.关于巴耳末公式，下列说法正确的是(   )

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.巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的

10.(2012·广州高二检测)下列说法不正确的是(   )

A.巴耳末线系光谱线的条数只有4条

B.巴耳末线系光谱线有无数条

C.巴耳末线系中既有可见光，又有紫外光

D.巴耳末线系在可见光范围内只有4条

11.氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1，其次为E2，则为(   )

12.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为=R()，n=4，5，6，…，R=1.10×107 m-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？

答案解析

1.【解析】选B.原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特征谱线；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成.由此知A、C、D说法正确，B说法错误.

2.【解析】选A.由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线光谱中的明线要少一些，所以B不对.而气体发光时，若是高压气体发光则形成连续光谱，若是稀薄气体发光则形成线光谱，故C也不对.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，所以D错误,答案为A.

3.【解析】选B.原子发出的光谱是特征光谱，是线状谱，A错；线状谱只包含对应波长的若干光，B对；作光谱分析一定要用线状谱，既可以是发射光谱，也可以是吸收光谱，C、D错.

4.【解析】选A、C.巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，故A对D错.公式中的n只能取不小于3的正整数，故B错C对.

5.【解析】由巴耳末公式=R()知，

n=6时，有=1.1×107×() m，解得λ4=4.1×10-7 m，E4= =6.63×10-34×=4.85×10-19 J

答案:4.1×10-7 m     4.85×10-19 J

6.【解析】选C.不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A、B错误.稀薄气体发出的光谱是线状谱，C正确.只有应用线状谱可以进行光谱分析，D错误.

7.【解析】选C.明线光谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，并且实验表明各种元素吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应.所以①、④是正确的.故正确选项应为C.

【变式备选】关于太阳光谱,下列说法正确的是(   )

A.太阳光谱是吸收光谱

B.太阳光谱中的暗线是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的

C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成

D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素

【解析】选A、B.太阳光谱是吸收光谱.因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成.而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光.由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收.故选项A、B正确.

8.【解析】选B、D.将a、b、c、d四种元素的线状谱与乙图中对照，可知矿物中缺少b、d元素，故选B、D.

9.【解析】选C、D.巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的四条谱线作了分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知C、D正确.

【总结提升】巴耳末公式的应用方法及注意问题

(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子.

(2)公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分立的值.

(3)公式是对可见光区的四条谱线分析总结出的，在紫外区的谱线也适用.

(4)应用时熟记公式，当n取不同值时求出一一对应的波长λ.

10.【解析】选A.巴耳末线系中的光谱线有无数条，但在可见光区域只有4条光谱线，其余都在紫外光区域.故正确的是B、C、D，A错误.

11.【解析】选A.由=R()得：当n=3时，波长最长，=R()，当n=4时，波长次之， =R()，解得：，由E=得：

12.【解题指南】解答此题应注意以下三点：

(1)帕邢系公式和巴耳末系公式应用方法相同.

(2)由原子发出的可见光和红外线等都属于电磁波，在真空中都以光速进行传播.

(3)波长、波速和频率的关系式为v=λν.

【解析】(1)由帕邢系公式=R()，

当n=6时，λ=1.09×10-6 m.

(2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c=3×108 m/s，由，得

答案:(1)1.09×10-6 m

(2)3×108 m/s   2.75×1014 Hz