人教版高中物理選修3-5同步練習(xí)：18.3氫原子光譜

1、課時(shí) 3 氫原子光譜對(duì)應(yīng)學(xué)生用書 P43一、選擇題1關(guān)于光譜的產(chǎn)生 ，下列說(shuō)法正確的是 ()A 正常發(fā)光的霓虹燈屬于稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生的是線狀譜B.正常發(fā)光的霓虹燈屬于稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生的是連續(xù)譜C. 熾熱的鐵塊發(fā)出的光是原子光譜D. 高壓氣體發(fā)出的光是線狀譜答案 A解析 稀薄氣體發(fā)光是線狀譜，A 正確、B 錯(cuò)誤；熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)譜， C、 D 錯(cuò)誤。2對(duì)原子光譜 ， 下列說(shuō)法不正確的是 ()A.原子光譜是不連續(xù)的B.由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同 的C. 各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D. 分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，

2、可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素答案 B解析 原子光譜為線狀譜， 各種原子都有自己的特征譜線； 據(jù)各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成，由此知 A、 C、 D 說(shuō)法正確。故選 B。3關(guān)于特征譜線的說(shuō)法正確的是 ()明線光譜中的明線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線明線光譜中的明線是特征譜線 ，吸收光譜中的暗線不是特征譜線 明線光譜中的明線不是特征 譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線 同一元素的明線光譜的明線與吸收光譜 的暗線是相對(duì)應(yīng)的A 只有 B 只有C 只有 D 只有答案 C解析明線光譜和吸收光譜都是原子的特征譜線，且明線與暗線是一一對(duì)應(yīng) 關(guān)系。故都可用來(lái)進(jìn)行光譜分析，只有 C 正確。4.侈選）關(guān)

3、于巴耳末公式，下列說(shuō)法正確的是（）A.所有氫原子光譜都遵循這一規(guī)律B.n 只能取整數(shù)不能取分?jǐn)?shù)C. 巴耳末公式能解釋氫原子的光譜是線狀譜D. 以上說(shuō)法都錯(cuò)誤答案 BC解析 由巴耳末公式 丨 n 可以看出，n 只能取整數(shù)，不能連續(xù)取值，波長(zhǎng)也只會(huì)是分立的值。所以通過(guò)巴耳末公式求出的是線狀光譜。故選B、C。5.侈選）關(guān)于巴耳末公式 ）RJ21的理解，正確的是（）A.此公式是巴耳末在研究氫原子光譜特征時(shí)發(fā)現(xiàn)的B.公式中 n 可取任意值，故氫原子光譜是連續(xù)譜C. 公式中 n 只能取大于或等于 3 的整數(shù)值，故氫原子光譜是線狀譜D. 公式不但適用于氫原子光譜的分析，也適用于其他原子的光譜答案 AC解析

4、此公式是巴耳末在研究氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的 4 條譜線時(shí)得到的， 只適用于氫原子光譜的分析，且 n 只能取大于等于 3 的整數(shù)，因此入不能取連續(xù) 值，故氫原子光譜是線狀譜，選 A、Co6.（多選）盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)初步建立了原子結(jié)構(gòu)的正確圖景， 解 決的問(wèn)題有（）A 解釋a粒子散射現(xiàn)象B.用a粒子散射數(shù)據(jù)估算原子核的大小C. 結(jié)合經(jīng)典電磁理論解釋原子的穩(wěn)定性D. 結(jié)合經(jīng)典電磁理論解釋氫光譜答案 AB解析 通過(guò)a粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，據(jù)此可估 算原子核的大小。而經(jīng)典電磁理論并不能解釋原子的穩(wěn)定性和氫原子光譜， A、 B 正確，C、D 錯(cuò)誤。7(多選 )關(guān)于經(jīng)典電磁理

5、論與原子的核式結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系 ， 下列說(shuō)法正確 的是()A 經(jīng)典電磁理論很容易解釋原子的穩(wěn)定性B 根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電子會(huì)不斷釋放能量，最后 被吸附到原子核上C 根據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子光譜應(yīng)該是連續(xù)的D.原子的核式結(jié)構(gòu)模型徹底否定了經(jīng)典電磁理論答案 BC解析 根據(jù)經(jīng)典電磁理論， 電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 電子會(huì)不斷釋放能量， 最 后被吸附到原子核上， 原子不應(yīng)該是穩(wěn)定的， 并且發(fā)射的光譜應(yīng)該是連續(xù)的。 故 A 錯(cuò)誤， B、C 正確；原子的核式結(jié)構(gòu)并沒(méi)有徹底否定經(jīng)典電磁理論， D 錯(cuò)誤。8(多選)下列說(shuō)法中正確的是 ()A.所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都可由巴耳末公式求出B.據(jù)巴耳末公式

6、可知，只要 n 取不同的值，氫原子光譜的譜線可以有無(wú)數(shù) 條C.巴耳末系包含氫原子光譜中的可見(jiàn)光部分D.氫原子光譜是線狀譜的一個(gè)例證答案 BCD解析 氫原子的譜系有多個(gè)， 巴耳末系僅是其中的一個(gè)， 由巴耳末公式能夠 求出巴耳末系的波長(zhǎng)，不能求出氫原子的其他譜系的波長(zhǎng)， A 錯(cuò)誤， C 正確。巴 耳末公式中 n 取大于等于 3 的整數(shù)，故光譜線有無(wú)數(shù)條，B 正確。氫原子光譜是 線狀光譜的一個(gè)例證， D 正確9.巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的、在可見(jiàn)光區(qū)的氫原子光譜的四條譜線做了分析發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)滿足公式：1=R *,式中 n= 3,4,5,。在氫原子光譜可見(jiàn)光區(qū)，最長(zhǎng)波長(zhǎng)與最短波長(zhǎng)之比為（）解析 巴耳末系

7、的前四條譜線在可見(jiàn)光區(qū)，n 的取值分別為 3,4,5,6。n 越小，QOQO-XQ入越大，故 n= 3 時(shí)波長(zhǎng)最大，Zmax= 5R； n = 6 時(shí)波長(zhǎng)最小，Anin= 8R,故= 5， D正確。10.（多選）下列關(guān)于光譜和光譜分析的說(shuō)法中，正確的是（）A. 太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是線狀譜B. 霓虹燈產(chǎn)生的光譜都是線狀譜C. 進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以用線狀譜，不能用連續(xù)光譜D. 我們能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分答案 BC解析 太陽(yáng)光譜中的暗線是太陽(yáng)發(fā)出的連續(xù)光譜經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜，正是太陽(yáng)發(fā)出的光譜被太陽(yáng)大氣層中存在的對(duì)應(yīng)元素吸收所致，白熾燈發(fā)出的是連續(xù)光譜，A 錯(cuò)誤；月球本身不

8、會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)光才能使我們看 到它，所以不能通過(guò)光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分，D 錯(cuò)誤；光譜分析只能用于明線光譜和吸收光譜，連續(xù)光譜是不能用來(lái)進(jìn)行光譜分析的，C 正確；霓虹燈是稀薄氣體發(fā)出的光，產(chǎn)生的光譜是線狀譜，B 正確。二、非選擇題11. 利用白熾燈、蠟燭、霓虹燈所產(chǎn)生的光譜中，能產(chǎn)生連續(xù)譜的有4-3nB9- 5安D9 -_ ，能產(chǎn)生明線光譜的有 _ 。答案解析 白熾燈是熾熱物體，產(chǎn)生的是連續(xù)譜，蠟燭是化學(xué)反應(yīng)燃燒發(fā)光，產(chǎn)生的也是連續(xù)譜；霓虹燈是稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生的是明線光譜；所以題中和 屬于連續(xù)譜，屬于明線光譜。12.氫原子光譜除了巴耳末系外，還有萊曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公 式為

9、 V R32- n，n = 4、5、6，R= 1.10X1078。若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域，試求：(1) n = 6 時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；(2) 帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多大？ n = 6 時(shí)，頻率為多少？答案(1)1.09X10_9m814(2)3X1010m/s2.75X1014Hz解析(1)由帕邢系公式 碁只321，當(dāng) n = 6 時(shí)，得 * 1.09X10-6m。帕邢系形成的譜線在紅外線區(qū)域， 而紅外線屬于電磁波， 在真空中以光8入c= 3X10 m/s，由 c=入，得14Hz 2.75X1014Hz。13.在巴耳末系光譜線中，對(duì)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)氫原子發(fā)光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)的2條

10、譜線，求：(已知普朗克常量 h = 6.63X10-34Js，R= 1.10X107m-1)(1) 它們的波長(zhǎng)各是多少？(2) 其中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)的光子能量是多少？(3) 氫原子光譜有什么特點(diǎn)？答案(1)6.55X10-7m4.85X10-7m7 I11 !18 1 -實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用萊曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光照射時(shí)，遏止電壓的大小為 U1，當(dāng)用巴耳末系1.10X107X22-32m-1，83X101.09X10-速傳播，故波速為光速19(2)3.06X10 J(3 )由一系列線系組成的不連續(xù)的線狀譜。解析可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng) J Rp-豐，1當(dāng) n = 3,4 時(shí)，氫原子發(fā)光所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最長(zhǎng)。當(dāng) n = 3 時(shí)

11、，=解得 2 6.55X10-1 11 12 13 14 * 15m。1 11、當(dāng) n= 4 時(shí)，長(zhǎng)=1.10X107x2s 42m-1, 解得力4.85X107m。(2)n = 3 時(shí)，對(duì)應(yīng)著氫原子巴耳末系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光，波長(zhǎng)即為九因此c6.63X1034x3X101619E=h 尸7J=3.06X1019Jo方6.55X10(3)除巴耳末系外，在紅外線和紫外線區(qū)域的其他譜線也都滿足與巴耳末公1 1 1式類似的關(guān)系式，即 滬 Rm2n2，其中 m 分別為 1,3,4，對(duì)應(yīng)不同的線系，由 此可知?dú)湓庸庾V是由一系列線系組成的不連續(xù)的線狀譜。14. 處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀態(tài)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)出

12、一系列不同頻率的1光，稱為氫光譜。氫光譜線的波長(zhǎng) 入可以用下面的巴耳末一里德伯公式表示：人解析 設(shè)該種金屬的逸出功為 W,光電效應(yīng)所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能為Ekm。由動(dòng)能定理知：Ekm= eUc對(duì)于萊曼系，當(dāng) n = 2 時(shí)對(duì)應(yīng)的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，設(shè)為 心1/113R k2孑，n、k 分別表示氫原子躍遷前后所處狀態(tài)的量子數(shù) ，k= 1,2,3，對(duì)每一個(gè) k，有 n= k+ 1, k+ 2，k+ 3，R 稱為里德伯常量，是一個(gè)已知量。對(duì)于 k二 1 的一系列譜線其波長(zhǎng)處在紫外區(qū)，稱為萊曼系；k=2 的一系列譜線其部分波長(zhǎng)處在可見(jiàn)光區(qū)，稱為巴耳末系。用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)波長(zhǎng)最短的光照射時(shí)，遏止電壓的大小為 U2，已知電子電荷量的大小為 e，真空中的光速為 c,試求：普朗克常量和該種金屬的逸出功。答案2eU1 U eU1 3 匕Rc2由題中所給公式有：R嚴(yán)一2=