2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)10氫原子光譜含解析粵教版選修3-5

PAGE5-課時分層作業(yè)(十)(時間：45分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)下列關(guān)于特征譜線的幾種說法，正確的有()A．明線光譜中的明線和汲取光譜中的暗線都是特征譜線B．明線光譜中的明線是特征譜線，汲取光譜中的暗線不是特征譜線C．明線光譜中的明線不是特征譜線，汲取光譜中的暗線是特征譜線D．同一元素的汲取光譜的暗線與明線光譜的明線是相對應(yīng)的AD[物體發(fā)光干脆產(chǎn)生的光譜叫做放射光譜．放射光譜有兩種類型：連續(xù)光譜和明線光譜，明線光譜中的明線和汲取光譜中的暗線都是特征譜線，可以進行元素的光譜分析，A選項正確，B、C選項錯誤；各種原子的明線光譜中的明線和它汲取光譜中的暗線是一一對應(yīng)的，都有各自的特征，即同一元素的汲取光譜的暗線與明線光譜的明線是相對應(yīng)的，D選項正確．]2．太陽的連續(xù)光譜中有很多暗線，它們對應(yīng)著某些元素的特征譜線．產(chǎn)生這些暗線是由于()A．太陽表面大氣層中缺少相應(yīng)的元素B．太陽內(nèi)部缺少相應(yīng)的元素C．太陽表面大氣層中存在著相應(yīng)的元素D．太陽內(nèi)部存在著相應(yīng)的元素C[太陽光譜是汲取光譜，其中的暗線說明太陽表面大氣層中存在與這些暗線相對應(yīng)的元素，C選項正確．]3．白光通過棱鏡后在屏上會形成按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫排列的連續(xù)譜線，下列說法不正確的是()A．棱鏡使光譜加了顏色B．白光是由各種顏色的光組成的C．棱鏡對各種顏色光的偏折不同D．發(fā)光物質(zhì)發(fā)出了在可見光區(qū)的各種頻率的光A[白光通過棱鏡使各種顏色的光落在屏上的不同位置，說明棱鏡對各種顏色的光偏折不同，形成的連續(xù)光譜按波長(或頻率)排列，即白光是包括各種頻率的光，光的顏色是由波長(或頻率)確定，并非棱鏡增加了顏色，B、C、D正確，A錯誤．]4．如圖甲所示的a、b、c、d為四種元素的特征譜線，圖乙是某礦物的線狀譜，通過光譜分析可以確定該礦物中缺少的元素為()A．a(chǎn)元素 B．b元素C．c元素 D．d元素B[將礦物的線狀譜與幾種元素的特征譜線進行比照，b元素的特征譜線在該線狀譜中不存在，故B正確．存在與幾個元素的特征譜線不對應(yīng)的線說明該礦物中還有其他元素．]5．(多選)有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是()A．氫原子的放射光譜是連續(xù)譜B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光子C．原子明線光譜中的明線和其汲取光譜中的暗線是一一對應(yīng)的D．氫原子光譜線的亮線反映了原子的特征BCD[原子光譜是線狀譜，只能是一些分立的譜線，不是連續(xù)譜，A選項錯誤；氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光子，B選項正確；各種原子的明線光譜中的明線和它汲取光譜中的暗線是一一對應(yīng)的，都有各自的特征，即同一元素的汲取光譜的暗線與明線光譜的明線是相對應(yīng)的，C選項正確；氫原子光譜線的亮線反映了原子的特征，是原子的特征譜線，D選項正確．]6．下列說法中正確的是()A．巴耳末公式所計算得出的波長與氫原子光譜中的波長是一一對應(yīng)的關(guān)系B．依據(jù)巴耳末公式不僅可以分析氫原子光譜，也可以分析其他原子的發(fā)光光譜C．由巴耳末公式得到的波長都在可見光波段D．氫原子光譜中有紅外光區(qū)、可見光區(qū)和紫外光區(qū)D[巴耳末公式只能描述氫原子光譜中的一個線系，不能確定氫原子光譜中全部譜線對應(yīng)的波長，A錯；依據(jù)巴耳末公式只能分析氫原子光譜，不能分析其他原子的發(fā)光光譜，B錯；巴耳末線系包括可見光區(qū)和部分紫外光區(qū)，C錯；氫原子光譜中有可見光區(qū)、紅外光區(qū)和紫外光區(qū)，D正確．]二、非選擇題(14分)7．依據(jù)巴耳末公式，算出氫原子光譜在可見光范圍內(nèi)，波長最長的2條譜線所對應(yīng)的n.(λ1＝656.3nm，λ2＝486.1nm)[解析]依據(jù)巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3,4,5…)得eq\f(1,656.3×10－9)＝1.1×107×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n\o\al(2,1))))所以n1＝3eq\f(1,486.1×10－9)＝1.1×107×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))所以n2＝4.[答案]見解析[實力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．下列對于氫原子光譜試驗規(guī)律的相識中，正確的是()A．因為氫原子核外只有一個電子，所以氫原子只能產(chǎn)生一種波長的光B．氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列波長不連續(xù)的譜線C．氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列亮度不連續(xù)的譜線D．氫原子產(chǎn)生的光的波長大小與氫氣放電管放電強弱有關(guān)B[氫原子核外只有一個電子，氫原子只能產(chǎn)生一些特別頻率的譜線，即產(chǎn)生一些特別波長的光，A選項錯誤；氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列波長不連續(xù)的譜線，B選項正確；氫原子光譜是氫原子放射光子時形成的放射光譜，為光明彩色條紋．光譜都不是連續(xù)的，與亮度無關(guān)，C選項錯誤；氫原子產(chǎn)生的光的波長大小與氫氣放電管放電強弱無關(guān)，D選項錯誤．]2．氫原子光譜的巴耳末系中波長最長的光波的光子能量為E1，其次為E2，則eq\f(E1,E2)為()A.eq\f(20,27) B.eq\f(27,20)C.eq\f(2,3) D.eq\f(3,2)A[由eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))(n＝3,4,5，…)：當(dāng)n＝3時，波長最長，eq\f(1,λ1)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))，當(dāng)n＝4時，波長次之，eq\f(1,λ2)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,42)))，解得：eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(27,20)，由E＝heq\f(c,λ)得：eq\f(E1,E2)＝eq\f(λ2,λ1)＝eq\f(20,27).]3．(多選)下列關(guān)于光譜和光譜分析的說法中正確的是()A．光譜包括放射光譜、連續(xù)光譜、明線光譜、原子光譜、汲取光譜五種光譜B．往酒精燈的火焰上撒精鹽，可以用分光鏡視察到鈉的明線光譜C．利用太陽光譜可以分析太陽的化學(xué)組成D．明線光譜又叫原子光譜BD[光譜包括放射光譜和汲取光譜兩種，其中放射光譜分為連續(xù)光譜和明線光譜，明線光譜和汲取光譜都能體現(xiàn)不同原子的特征，稱為原子光譜，選項A錯誤，D正確；往酒精燈的火焰上撒精鹽，可以用分光鏡視察到鈉的明線光譜，選項B正確；太陽光譜是汲取光譜，其中的暗線，是太陽光經(jīng)過太陽大氣層時某些特定頻率的光被汲取后而產(chǎn)生的，說明太陽大氣層中存在與這些暗線相對應(yīng)的元素，但是不能分析太陽的化學(xué)組成，故C錯誤．]4．利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，關(guān)于光譜分析，下列說法正確的是()A．利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分B．利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒別其組成成分C．高溫物體發(fā)出的光通過物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分D．同一種物質(zhì)的線狀譜與汲取光譜上的暗線由于光譜的不同，它們沒有關(guān)系B[由于高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無關(guān)，A錯誤；某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的明線是與某種原子發(fā)出的某頻率的光有關(guān)，通過這些亮線與原子的特征譜線比照，即可確定物質(zhì)的組成成分，B正確；高溫物體發(fā)出的光通過物質(zhì)后某些頻率的光被汲取而形成暗線，這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān)，C錯誤；某種物質(zhì)發(fā)出某種頻率的光，當(dāng)光通過這種物質(zhì)時它也會汲取這種頻率的光，因此線狀譜中亮線與汲取譜中的暗線相對應(yīng)，D錯誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)在氫原子光譜的紫外區(qū)的譜線系中有多條譜線，試?yán)萌R曼系的公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,12)－eq\f(1,n2))，n＝2,3,4…，計算紫外線的最長波和最短波的波長．[解析]依據(jù)萊曼系波長倒數(shù)公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,12)－\f(1,n2)))，n＝2,3,4…可得λ＝eq\f(1,R\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,12)－\f(1,n2))))，n＝2,3,4…當(dāng)n＝2時波長最長，其值為λ＝eq\f(1,R\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,12)－\f(1,22))))＝eq\f(1,\f(3,4)R)＝eq\f(1,\f(3,4)×1.097×107)m＝1.22×10－7m當(dāng)n＝∞時，波長最短，其值為λ＝eq\f(1,R\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,12)－0)))＝eq\f(1,R)＝eq\f(1,1.097×107)m＝9.12×10－8m[答案]1.22×10－7m9.12×10－6．(13分)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eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))，n＝4,5,6…，R＝1.10×107m－1.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，對應(yīng)的波長；(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多少？n＝6時，傳播頻率為多大？[解析](1)帕邢系公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,