第四章 原子结构和波粒二象性 4　第1课时　氢原子光谱和玻尔的原子模型 课时练（含解析）-2024春高中物理选择性必修3（人教版）

4　氢原子光谱和玻尔的原子模型
第1课时　氢原子光谱和玻尔的原子模型
考点一　光谱和光谱分析
1．关于光谱和光谱分析，下列说法错误的是(　　)
A．发射光谱包括连续谱和线状谱
B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱
C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析
D．光谱分析可以帮助人们发现新元素
2．月亮的光通过分光镜所得到的光谱是(　　)
A．吸收光谱 B．连续光谱
C．明线光谱 D．线状谱
3．通过光栅分析太阳光谱，我们发现其中有很多暗线，对于这些暗线，我们可以得到的结论是(　　)
A．太阳中缺少与暗线相对应的元素
B．太阳大气层中含有暗线对应的元素
C．地球大气层中的某些元素吸收了暗线中对应的光谱
D．观测仪器精度不足造成的
4．以下说法中正确的是(　　)
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上有哪些元素
考点二　氢原子光谱的实验规律
5．对于巴耳末公式，下列说法正确的是(　　)
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中的可见光部分的光波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光中的一个线系的波长，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
考点三　经典理论的困难　玻尔原子理论
6．关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性
B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上
C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是不连续的
D．原子的核式结构模型彻底否定了经典电磁理论
7．玻尔在他提出的原子模型中所作的假设不包括(　　)
A．原子处于称为定态的能量状态时，电子在轨道上绕核转动，但并不向外辐射能量
B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的
C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子
D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
8．光子的发射和吸收过程是(　　)
A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B．原子不能从低能级向高能级跃迁
C．原子跃迁时所辐射光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率
D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差
9．若用E1表示氢原子处于基态时的能量，处于第n能级的能量为En＝，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是(　　)
A. B.
C. D.
10.如图甲所示为a、b、c、d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
11．氢原子的核外电子由离核较远的轨道上跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法正确的是(　　)
A．核外电子受力变小
B．氢原子的能量减少，核外电子的动能也减小
C．氢原子要吸收一定频率的光子
D．氢原子要放出一定频率的光子
12．(2022·北京市高二期中)每种原子都有自己的特征谱线，所以运用光谱分析可以鉴别物质和进行深入研究。氢原子光谱中巴耳末系的谱线波长公式为：＝(－)，n＝3、4、5…，E1为氢原子基态能量，h为普朗克常量，c为光在真空中的传播速度。锂离子Li＋的光谱中某个线系的波长可归纳成一个公式：＝(－)，m＝9、12、15…，E1′为锂离子Li＋基态能量，经研究发现这个线系光谱与氢原子巴耳末系光谱完全相同。由此可以推算出锂离子Li＋基态能量与氢原子基态能量的比值为(　　)
A．3 B．6 C．9 D．12
4　氢原子光谱和玻尔的原子模型
第1课时　氢原子光谱和玻尔的原子模型
1．B　[光谱分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱分为连续谱和线状谱，故A正确，不符合题意；
太阳光谱中有暗线，是吸收光谱，氢光谱是线状谱，故B错误，符合题意；
线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析，故C正确，不符合题意；光谱分析可以精确分析物质中所含元素，可以帮助人们发现新元素，故D正确，不符合题意。]
2．A　[因月亮光反射的是太阳光，而太阳光谱是吸收光谱，所以月亮的光通过分光镜所得到的光谱是吸收光谱，故选A。]
3．B　[太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气层的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱，所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，故B正确，A、C、D错误。]
4．B　[进行光谱分析不能用连续谱，只能用线状谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行分析；月球不能发光，只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素，故选B。]
5．C　[巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子发光中的光的波长，A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确。]
6．B　[根据经典电磁理论，电子在绕核运动的过程中，要向外辐射电磁波，因此能量要减少，电子的轨道半径要减小，最终会落到原子核上，因而原子是不稳定的。电子在转动过程中，随着转动半径不断减小，转动频率不断增大，辐射电磁波的频率不断变化，因而大量原子发光的光谱应该是连续谱。事实上，原子是稳定的，原子光谱也不是连续谱，而是线状谱，故选项A、C错误，B正确；经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象，故选项D错误。]
7．D
8．D　[原子从基态跃迁到激发态要吸收光子，吸收的光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差，故A错误；原子吸收光子可以从低能级跃迁到高能级，故B错误；根据玻尔理论，原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子的频率满足hν＝Em－En(m＞n)，与电子绕核运动的频率无关，C错误；根据玻尔理论可知，原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差，故D正确。]
9．B　[处于第2能级的能量E2＝，则向基态跃迁时辐射的能量ΔE＝，处于第3能级的能量E3＝，则向基态跃迁时辐射的能量ΔE′＝，处于第4能级的能量为E4＝，向基态跃迁时辐射的能量ΔE″＝，则B正确。]
10．B　[由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的特征谱线在该线状谱中不存在，故选B。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。]
11．D　[核外电子所受库仑力为F＝，
电子由离核较远的轨道上跃迁到离核较近的轨道上时，半径减小，库仑力增大，A错误；
核外电子由离核较远的轨道上跃迁到离核较近的轨道上时，辐射出能量，氢原子的能量减少，核外电子所受库仑力提供其做圆周运动的向心力＝，解得v＝，
电子由离核较远的轨道上跃迁到离核较近的轨道上时，半径减小，运动速率增大，动能增大，B错误；
核外电子由离核较远的轨道上跃迁到离核较近的轨道上时，氢原子要放出一定频率的光子，C错误，D正确。]
12．C　[因为锂离子这个线系光谱与氢原子巴耳末系光谱完全相同，则可知对应的各个波长都是相同的，由数学知识可知E1′＝E1，可得E1′＝9E1。]