4.3光谱与氢原子光谱 课时检测（Word版含答案）

4.3光谱与氢原子光谱 课时检测（解析版）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前一定增加
B．稀薄气体发出的辉光经分光镜分析得到线状谱说明原子的能量是量子化的
C．α粒子轰击金箔发生散射现象说明原子核存在复杂的内部结构
D．当放射性物质的温度升高后，其半衰期会变小
2．下列叙述中符合物理学史的有：（ ）
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在
B．贝克勒尔天然放射现象的发现揭示了原子核是由中子和质子组成的
C．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
D．玻尔提出了能量量子的概念并提出了量子化的原子模型
3．下列说法正确的是（　　）
A．衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
B．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变
C．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克
D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
4．下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙发现了电子并提出了原子具有核式结构
B．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性
C．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的
D．处于基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=4的激发态后，可能辐射6种频率的光子
5．关于下面几幅教材插图的说法中正确的是（　　）
A．图1是汤姆逊研究阴极射线的装置，他利用这个装置发现了质子
B．图2是a粒子散射实验的装置，汤姆逊提出的“原子的核式结构”解释了这个实验
C．图3是氢原子的光谱，玻尔提出的玻尔模型成功的解释了氢原子光谱
D．图4是工业上利用a射线来对钢板的厚度进行自动控制
6．下列实验或发现中能提示原子具有核式结构的是（ ）
A．粒子散射实验
B．光电效应实验
C．中子的发现
D．氢原子光谱的发现
7．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，少量原子发出的光是线状谱
B．线状谱由不连续的若干波长的光组成
C．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱
D．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱
8．下列现象中，原子核结构发生了改变的是( )
A．氢气放电管发出可见光
B．β衰变放出β粒子
C．α粒子散射现象
D．光电效应现象
9．下列说法正确的是（）
A．氢原子的光谱是连续谱
B．核反应中，质量数守恒，电荷数守恒
C．比结合能越小，原子核越稳定
D．只要入射光的强度足够大，就能发生光电效应
10．下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
B．发射光谱一定是连续谱
C．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中，原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大
D．衰变为要经过4次衰变和6次衰变
11．图 甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线 a 是氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级时的辐射光，则谱线 b 是氢原子（　　）
A．从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级时的辐射光
B．从 n=5 的能级跃迁到 n=2 的能级时的辐射光
C．从 n=4 的能级跃迁到 n=3 的能级时的辐射光
D．从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级时的辐射光
12．巴耳末对当时已知的、在可见光区的氢原子光谱的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长满足公式，式中.原子光谱可见光区，最长波长与最短波长之比为
A． B． C． D．
13．有关氢原子光谱的说法，正确的是（　　）
A．氢原子的发射光谱是线状谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
14．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验。下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史实的说法，其中正确的是（　　）
A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构
B．爱因斯坦提出了光子说理论，并成功地解释了光电效应实验
C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在
D．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象
15．丹麦物理学家尼尔斯·玻尔于1913年提出的关于原子结构的模型，引入了量子化的概念来研究原子内电子的运动并成功解释了氢原子的光谱。如图是氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）
A．氢原子的电子从低能级向高能级跃迁，能量增大，动能减小
B．动能为3.4eV的电子可以使第二能级的氢原子跃迁
C．能量为2.55eV的光子可以使第二能级的氢原子跃迁
D．一个处于第4能级的氢原子可以辐射6种光子
二、解答题
16．氢原子光谱中巴耳末系最小波长与最大波长之比为多少？
17．物质的光谱按其产生方式不同可分为发射光谱和吸收光谱两大类，发射光谱又包含有两种光谱连续光谱和明线光谱．炽热的钢水发光产生的属于什么光谱？霓虹灯发光光谱属于什么光谱？太阳光形成的光谱属于光谱？
参考答案
1．B
【详解】
A. 两个轻核结合成质量较大的核，释放大量能量，根据质能方程可得总质量较聚变前减小，故A错误；
B. 稀薄气体发出的辉光经分光镜分析得到线状谱说明原子的能量是量子化的，故B正确；
C. α粒子轰击金箔发生散射现象说明原子内部非常空旷，带正电的部分体积很小，但集中几乎全部质量，故C错误；
D. 半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定的，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，卢瑟福用阴极射线轰击氢，发现了质子的存在，故选项A错误；
B、贝克勒尔发现天然放射现象证明原子核内部还有复杂结构，故选项B错误；
C、巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，故选项C正确。
D、普朗克在解释黑体辐射时首先提出能量子概念，玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出量子化的原子模型，故选项D错误。
3．B
【详解】
A．衰变的实质是原子核内部的中子转化为一个质子和一个电子，电子从原子核内喷射出来，A错误；
B．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，每经一次衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次衰变质子数增1，质量数不变；由质量数和核电荷数守恒知，α衰变次数
次
衰变次数
次
B正确；
C．设原来Bi的质量为，衰变后剩余质量为m则有
即可知剩余Bi质量为25g，C错误；
D．密立根油滴实验表明电子的电荷量是分离的，玻尔提出核外电子的轨道是分立的不连续的，D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了原子具有核式结构，故A错误；
B．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故B错误；
C．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，故C正确；
D．处于基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=4的激发态后，可能辐射3种频率的光子，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．图1是汤姆逊研究阴极射线的装置，他利用这个装置发现了电子，故A错误；
B．图2是a粒子散射实验的装置，卢瑟福提出的“原子的核式结构”解释了这个实验，故B错误；
C．图3是氢原子的光谱，玻尔将“量子化”引入原子系统，提出了玻尔模型并成功的解释了氢原子光谱，故C正确；
D．图4是工业上利用射线来对钢板的厚度进行自动控制，这个装置利用了γ射线的穿透性，故D错误；
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
在卢瑟福的α粒子散射实验中，少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说。
A.α粒子散射实验，与结论相符，选项A正确；
B. 光电效应实验，与结论不相符，选项B错误；
C. 中子的发现，与结论不相符，选项C错误；
D. 氢原子光谱的发现，与结论不相符，选项D错误；
7．B
【详解】
A.原子发出的光谱是特征光谱，是线状谱，A错误；
B.线状谱只包含对应波长的若干光，B正确；
CD.做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错误．
8．B
【详解】
A项：氢气放电管发出可见光是原子从较高能级跃迁至较低能级的结果，是由于原子内部电子运动产生的，与原子核内部变化无关，故A错误；
B项：β衰变放出β粒子是原子核内一个中子转变为一个质子和一个电子，所以导致原子核结构发生了改变，故B正确；
C项：α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故C错误；
D项：光电效应是原子核外电子吸收光子能量逃逸出来的现象，跟原子核内部变化无关，故D错误．
故选B．
9．B
【详解】
A．氢原子的光谱是线状谱，选项A错误；
B．核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，选项B正确；
C．比结合能越大，原子核越稳定，选项C错误；
D．只要入射光的频率足够大，就能发生光电效应，能否发生光电效应与光强无关，选项D错误；
故选B.
10．A
【解析】
【详解】
A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷，故A正确；
B．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，其中明线光谱是原子的特征谱线，故B错误；
C．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大，故C错误；
D．发生α衰变是放出，发生β衰变是放出电子，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：4x+222＝238，解得x＝4；2x﹣y+86＝92，得y＝2，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故D错误；
11．B
【详解】
氢原子从高能级向低能级跃迁，能量以光子的形式向外辐射，根据
可知两种谱线的频率大小关系为
所以两种光子的能量关系为
根据题意可知
因为和时邻近的谱线，所以只有从n=5的能级跃迁到n=2的能级时，辐射的光子能量大于光的光子能量且与光的光子能量最接近，ACD错误，B正确。
故选B。
12．D
【详解】
能够引起人的视觉的可见光波长范围约为，根据巴耳末公式计算可知，巴耳未系的四条谱线在可见光区，n的取值分别为3，4，5，6，n越小，越大，
故时波长最长，
；
时波长最短，
，
故：
，
A. 。故A错误；
B. 。故B错误；
C. 。故C错误；
D. 。故D正确。
13．ABC
【详解】
原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱是线状谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，综上所述，选项D错误，ABC正确。
故选ABC。
14．BC
【详解】
A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核式结构的模型，故A错误；
B．爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质，成功地解释了光电效应现象，故B正确；
C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实其存在，故C正确；
D．玻尔理论成功地解释了氢原子的发光现象，故D错误。
故选BC。
15．ABC
【详解】
A．氢原子的电子从低能级向高能级跃迁，吸收光子，能量增大，动能减小，势能增大，故A正确；
B．动能为3.4eV的电子的动能大于第二能级以上任意两个能级之间的能量差，且动能可以被氢原子部分吸收，故可以使第二能级的氢原子跃迁，故B正确；
C．能量为2.55eV的光子恰好可以使第二能级的氢原子跃迁到第四能级，故C正确；
D．一个处于第4能级的氢原子逐级向下跃迁时辐射光子种数最多，可以辐射3种光子，故D错误。
故选ABC。
16．
【详解】
由巴耳末公式有
= R()，n = 3，4，5，…，∞
当n = ∞时，最小波长为
= R
当n = 3时，最大波长为
= R(-)
则
=
17．连续，明线，吸收
【分析】
物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱．是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果，是对物质进行分光光度研究的主要依据．光谱分为连续谱与线状谱（发射），线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的．因此仅有有限的几条谱线．
【详解】
炽热的钢水发光产生的属于连续光谱；霓虹灯发光光谱属于明线光谱，也叫线状谱；太阳光形成的光谱属于吸收光谱；
【点睛】
考查连续光谱与明线光谱、吸收光谱与发射光谱的区别与联系，掌握光谱的特征，学会运用光谱分析．