2022-2022学年高中物理第十八章原子结构第3节氢原子光谱课时分层训练含解析新人教版选修3-5.doc

第3节　氢原子光谱
「根底达标练」
1．以下说法正确的选项是(　　)
A．进行光谱分析，可以用连续谱，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是由哪些元素组成的
解析：选B　连续谱不能用于光谱分析，故A错误；高温物体发出的白光通过低温物质的蒸气后形成的吸收光谱与所经过的低温物质有关，故C错误；月球本身不发光，只反射光，故D错误；光谱分析的优点是灵敏、迅速，故B正确．
2．(多项选择)要得到钠元素的特征谱线，以下做法正确的选项是(　　)
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气
C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气
D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气
解析：选BC　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；炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误．
3．对于巴耳末公式，以下说法正确的选项是(　　)
A．所有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局部的光的波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光一组谱线的波长，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：选C　巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线的波长，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的可见光中的局部谱线总结出来的，但它也适用于可见光和紫外光，故B错误，C正确．
4．对原子光谱，以下说法不正确的选项是(　　)
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．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，可以鉴别物质中含有哪些元素
解析：选B　原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，B错误，C正确；对各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．
5．(2022·南京高二检测)关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，以下说法中正确的选项是(　　)
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．吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合
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：选D　吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，同种物质吸收光谱中的暗线与它明线光谱中的明线相对应，A、B错误；明线光谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是明线光谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C错误；明线光谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D正确．
6．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
解析：选B　把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，应选项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．
7．氢是自然界中最简单的元素，以下关于氢原子光谱的说法正确的选项是(　　)
A．氢原子光谱是连续谱
B．氢原子光谱是氢原子的特性谱线
C．经典物理学可以解释氢原子光谱
D．不同化合物中的氢的光谱不同
解析：选B　氢原子光谱是线状谱，不是连续谱，故A错误；不同原子的原子光谱是不同的，氢原子光谱是氢原子的特性谱线，故B正确；经典物理学不可以解释氢原子光谱的分立特征，故C错误；不同化合物中的氢的光谱相同，氢原子光谱是氢原子的特性谱线，故D错误．
8．关于巴耳末公式：＝R－ (n＝3,4,5…)，理解正确的选项是(　　)
A．式中n只能取整数，R称为巴耳末常量
B．巴耳末线系的4条谱线位于红外区
C．在巴耳末线系中n值越大，对应的波长λ越短
D．巴耳末线系中的n值越大，对应的频率越低．
解析：选C　此公式中n不可以取任意值，只能取整数，且从34，…开始取，n为量子数，R称为里德伯常量，故A错误；巴耳末线系的4条谱线位于可见光区，故B错误；根据巴耳末公式：＝R，可知n值越大，对应的波长λ越短，频率越高，故C正确，D错误．
「能力提升练」
9．以下对于氢原子光谱实验规律的认识中，正确的选项是(　　)
A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光
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：选B　氢原子核外只有一个电子，氢原子只能产生一些特殊频率的谱线，即产生一些特殊波长的光，A选项错误；氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线，B选项正确；氢原子光谱是氢原子发射光子时形成的发射光谱，光谱都不是连续的，与亮度无关，C选项错误；氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱无关，D选项错误．
10．以下说法中正确的选项是(　　)
A．巴耳末公式所计算得出的波长与氢原子光谱中的波长是一一对应的关系
B．根据巴耳末公式不仅可以分析氢原子光谱，也可以分析其他原子的发光光谱
C．由巴耳末公式得到的波长都在可见光波段
D．氢原子光谱中有红外光区、可见光区和紫外光区
解析：选D　巴耳末公式只能描述氢原子光谱中的一个线系，不能确定氢原子光谱中所有谱线对应的波长，A错误；根据巴耳末公式只能分析氢原子光谱，不能分析其他原子的发光光谱，B错误；巴耳末线系包括可见光区和局部紫外光区，C错误；氢原子光谱中有可见光区、红外光区和紫外光区，D正确．
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，那么为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选A　由＝R(n＝3,4,5，…)：
当n＝3时，波长最长，＝R，
当n＝4时，波长次之，＝R，
解得＝，由E＝h得＝＝.
12．(多项选择)关于太阳光谱，以下说法正确的选项是(　　)
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AB　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吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，选项A、B正确，C、D错误．
13．氢原子光谱中有一条谱线在真空中的波长为656.3 nm，这条谱线的频率为多少Hz？对应于这条谱线的光子能量为多少焦耳？合多少电子伏？
解析：根据公式c＝λν可知，
ν＝＝ Hz＝4.57×1014 Hz
E＝hν＝6.63×10－34×4.57×1014 J＝3.03×10－19 J
E＝ eV＝1.89 eV.
答案：4.57×1014 Hz　3.03×10－19 J　1.89 eV
14．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＝R，n＝4,5,6，…，R＝1.10×107 m－1.假设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＝R
当n＝7时，得λ＝1.00×10－6 m.
(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，在真空中以光速传播，故波速为光速c＝3×108 m/s，由v＝＝λν
得ν＝＝＝ Hz＝3×1014 Hz.
答案：(1)1.00×10－6 m　(2)3×108 m/s　3×1014 Hz