3.3 氢原子光谱 习题（含解析）
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第三节 氢原子光谱
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
巴尔末公式
1、2
3、4
光谱及光谱分析
5、6、7
8、9
综合提升
10
11、12
13
知识点一 巴耳末公式的应用
1．(双选)下列说法正确的是
( )．
A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条
C．巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱的一个例证
解析 氢原子的谱系有好几个，巴耳末系是可见光区中的一个，仅十四条谱线．故A、B不正确，C正确．氢原子光谱是线状谱，故D正确．
答案 CD
2．下列对于巴耳末公式的说法正确的是
( )．
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的可见光部分的光的波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，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
解析 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的发光，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．
答案 C
3．(双选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式＝Rn＝3，4，5…，对此，下列说法正确的是
( )．
A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式
B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的
解析 由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的14条谱线做了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知，C、D正确．
答案 CD
4．在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？
解析 利用巴耳末公式计算波长＝R
当n＝3、4时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长
当n＝3时，＝1.10×107×m－1，解得λ1≈6.54×10－7m
当n＝4时，＝1.10×107×m－1，解得λ2≈4.85×10－7m，由波速公式c＝λν
得ν1＝＝
Hz≈4.59×1014Hz
ν2＝＝
Hz≈6.19×1014Hz.
答案 λ1＝6.54×10－7m，λ2＝4.85×10－7m；
ν1＝4.59×1014
Hz，ν2＝6.19×1014Hz
知识点二 光谱及光谱分析
5．下列物质产生的光谱是线状谱的是
( )．
A．炽热的钢水
B．发亮的白炽灯
C．炽热的高压气体
D．固体或液体汽化成稀薄气体后发光
解析 炽热的固体、液体和高压气体产生的光谱是连续谱．
答案 D
6．关于线状谱，下列说法中正确的是
( )．
A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C．每种原子在任何条件下发光的线状谱相同
D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
答案 C
7．(双选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱
( )．
A．按光子的频率顺序排列
B．按光子的质量大小排列
C．按光子的速度大小排列
D．按光子的能量大小排列
解析 由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A正确．而光子没有质量，各种色光在真空中传播速度相同，B、C错误；由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应．D正确．
答案 AD
8．(双选)有关原子光谱，下列说法正确的是
( )．
A．原子光谱不能反映原子结构特征
B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的
C．太阳光谱是连续谱
D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析
解析 不同的原子发出的谱线不相同，每一种原子都有自己的特征谱线，利用光谱分析可以用来确定元素，原子光谱可以间接反映原子结构的特征，故B、D正确，A错误．太阳光谱是不连续的，故C不正确．
答案 BD
9．关于光谱，下面的说法中正确的是
( )．
A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱
B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成
C．太阳光谱是连续谱
D．太阳光谱是线状谱
解析 原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错；
B项是线状谱的特征，正确；太阳光在经过太阳大气层时某些光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，故太阳光谱是吸收谱，故C、D均错．
答案
B
10．(双选)关于原子光谱，下列说法正确的是
( )
A．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的
B．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的
C．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的
D．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
解析 原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对、B错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D对、C错．
答案 AD
11．(双选)如图3－3－1甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是
( )．
图3－3－1
A．a元素
B．b元素
C．c元素
D．d元素
解析 将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线即是该矿物质中缺少的．
答案 BD
12．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线Hα的波长为6
565
A°，求：
(1)试推算里德伯常量的值．
(2)试计算巴耳末系中波长最短的光对应的波长．
解析 (1)巴耳末系中第一条谱线为n＝3时，
即＝R
R＝＝
m－1＝1.097×107
m－1.
(2)n→∞时，对应的波长最短，
即＝R
得λmin＝3.65×10－7
m.
答案 (1)1.097×107
m－1
(2)3.65×10－7
m
13．在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式＝R，n＝2，3，4，…，计算紫外线的最长波和最短波的波长．
解析 根据莱曼系公式：
＝R，n＝2，3，4，…
可得λ＝.
当n＝2时波长最长，其值为
λ＝＝＝
m＝1.21×10－7
m.
当n＝∞时，波长最短，其值为
λ＝＝＝
m＝9.10×10－8
m.
答案 1.21×10－7
m 9.10×10－8
m
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
巴尔末公式
1、2
3、4
光谱及光谱分析
5、6、7
8、9
综合提升
10
11、12
13
知识点一 巴耳末公式的应用
1．(双选)下列说法正确的是
( )．
A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条
C．巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱的一个例证
解析 氢原子的谱系有好几个，巴耳末系是可见光区中的一个，仅十四条谱线．故A、B不正确，C正确．氢原子光谱是线状谱，故D正确．
答案 CD
2．下列对于巴耳末公式的说法正确的是
( )．
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的可见光部分的光的波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，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
解析 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的发光，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．
答案 C
3．(双选)巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式＝Rn＝3，4，5…，对此，下列说法正确的是
( )．
A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式
B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式
D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的
解析 由于巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的14条谱线做了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知，C、D正确．
答案 CD
4．在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？
解析 利用巴耳末公式计算波长＝R
当n＝3、4时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长
当n＝3时，＝1.10×107×m－1，解得λ1≈6.54×10－7m
当n＝4时，＝1.10×107×m－1，解得λ2≈4.85×10－7m，由波速公式c＝λν
得ν1＝＝
Hz≈4.59×1014Hz
ν2＝＝
Hz≈6.19×1014Hz.
答案 λ1＝6.54×10－7m，λ2＝4.85×10－7m；
ν1＝4.59×1014
Hz，ν2＝6.19×1014Hz
知识点二 光谱及光谱分析
5．下列物质产生的光谱是线状谱的是
( )．
A．炽热的钢水
B．发亮的白炽灯
C．炽热的高压气体
D．固体或液体汽化成稀薄气体后发光
解析 炽热的固体、液体和高压气体产生的光谱是连续谱．
答案 D
6．关于线状谱，下列说法中正确的是
( )．
A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C．每种原子在任何条件下发光的线状谱相同
D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
答案 C
7．(双选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱
( )．
A．按光子的频率顺序排列
B．按光子的质量大小排列
C．按光子的速度大小排列
D．按光子的能量大小排列
解析 由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A正确．而光子没有质量，各种色光在真空中传播速度相同，B、C错误；由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应．D正确．
答案 AD
8．(双选)有关原子光谱，下列说法正确的是
( )．
A．原子光谱不能反映原子结构特征
B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的
C．太阳光谱是连续谱
D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析
解析 不同的原子发出的谱线不相同，每一种原子都有自己的特征谱线，利用光谱分析可以用来确定元素，原子光谱可以间接反映原子结构的特征，故B、D正确，A错误．太阳光谱是不连续的，故C不正确．
答案 BD
9．关于光谱，下面的说法中正确的是
( )．
A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱
B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成
C．太阳光谱是连续谱
D．太阳光谱是线状谱
解析 原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错；
B项是线状谱的特征，正确；太阳光在经过太阳大气层时某些光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，故太阳光谱是吸收谱，故C、D均错．
答案
B
10．(双选)关于原子光谱，下列说法正确的是
( )
A．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的
B．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的
C．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的
D．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
解析 原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对、B错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D对、C错．
答案 AD
11．(双选)如图3－3－1甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是
( )．
图3－3－1
A．a元素
B．b元素
C．c元素
D．d元素
解析 将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线即是该矿物质中缺少的．
答案 BD
12．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线Hα的波长为6
565
A°，求：
(1)试推算里德伯常量的值．
(2)试计算巴耳末系中波长最短的光对应的波长．
解析 (1)巴耳末系中第一条谱线为n＝3时，
即＝R
R＝＝
m－1＝1.097×107
m－1.
(2)n→∞时，对应的波长最短，
即＝R
得λmin＝3.65×10－7
m.
答案 (1)1.097×107
m－1
(2)3.65×10－7
m
13．在氢原子的光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式＝R，n＝2，3，4，…，计算紫外线的最长波和最短波的波长．
解析 根据莱曼系公式：
＝R，n＝2，3，4，…
可得λ＝.
当n＝2时波长最长，其值为
λ＝＝＝
m＝1.21×10－7
m.
当n＝∞时，波长最短，其值为
λ＝＝＝
m＝9.10×10－8
m.
答案 1.21×10－7
m 9.10×10－8
m
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