绵阳市普明中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：2.3光谱 氢原子光谱 课时训练（含解析）
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| 名称 | 绵阳市普明中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：2.3光谱 氢原子光谱 课时训练（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 118.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 08:56:17 | ||
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2.3光谱氢原子光谱
1．巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式＝R（－），n＝3，4，5，…在氢原子光谱可见光区（巴耳末系的前四条谱线在可见光区），最长波长与最短波长之比为（ ）
A． B． C． D．
2．如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（ ）
A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C．从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长
D．如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到?n=2能级发出的
3．关于光谱和光谱分析的说法，正确的是
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是发射光谱
B．冶炼时的炼钢炉流出的铁水的光谱是线状谱
C．光谱都可以用于物质成分的分析
D．分析恒星的光谱，可以确定该恒星大气中的化学成分
4．下列说法正确的是（ ）
A．所有氢原子光谱的波长都可以有巴耳末公式求出
B．根据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线就可以有无数条
C．巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱一个例证
5．关于巴耳末公式，下列说法正确的是
A．巴耳末依据原子的核式结构理论总结出巴耳未公式
B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳未公式
D．巴耳末公式准确反映了氢原子光谱在可见光区的实际情况，其波长的分立值并不是人为规定的
6．下列关于光谱的说法正确的是
A．到达地球上的太阳光的光谱是连续光谱
B．日光灯产生的光谱是连续光谱
C．酒精灯火焰中的钠蒸气所产生的光谱是线状谱
D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状谱
7．关于光谱，下列说法正确的是
A．炽热的液体发射连续谱
B．发射光谱一定是连续谱
C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析
D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱
8．下列关于特征谱线的几种说法，正确的有
A．线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线
B．线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线
C．线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线
D．同一元素的吸收光谱中的暗线与线状谱中的明线是相对应的
9．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是
A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成
B．霓虹灯和煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱，都是线状谱
C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱
D．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以用吸收光谱，但不能用连续谱
10．对原子光谱，下列说法正确的是
A．线状谱和吸收光谱可用于光谱分析
B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的
C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
D．发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素
11．白炽灯的光谱是________光谱；太阳的光谱是________光谱（填“线状”或“连续”）
12．2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。汞原子能级图如图所示，大量的汞原子从n＝4的能级向低能级跃迁时辐射出光子，其中辐射光子能量的最小值是_____eV；用辐射光照射金属钨为阴极的光电管，已知钨的逸出功为4.54eV，使光电流为零的反向电压至少为_____V。
13．氢原子的能级图如图所示，原子从能级n＝3向n＝2跃迁所放出的光子正好使某种金属材料发生光电效应，求:
①该金属的逸出功
②原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子照射该金属，产生的光电子的最大初动能
14．一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：
(1)氢原子可能发射几种频率的光子？
(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
(3)用下图中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？
参考答案
1．A
【解析】
在巴尔末系中，根据知当n=3时，光子能量最小，λ最大；当n=6时，光子能量最大，波长最小。则有
所以
故A正确，BCD错误
故选A。
2．C
【解析】
A、氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故A错误；
B、根据，可知，这群氢原子能够发出6种不同频率的光子，故B错误；
C、从n=4跃迁到n=3，辐射的光子频率最小，波长最长，故C正确；
D、如果发出的光子有两种能使某金属产生光电效应，知两种光子为能量最大的两种，分别为由n=4跃迁到n=1，和n=3跃迁到n=1能级发出的，故D错误．
3．D
【解析】
A.太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱和铁水的光谱都是连续谱，故A错误；
B. 炽热的铁水的光谱是连续谱，故B错误；
C. 线状谱、吸收光谱的暗线和亮线都与某一元素对应，可用于分析物质的成分，连续谱不能用于光谱分析，故C错误；
D.分析恒星光谱中的暗线，与已知元素的特征光谱相比较，可以分析恒星大气中含有的化学成分，故D正确。
4．B
【解析】
A.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，故A错误；
B. 氢原子的谱系有好几个，巴耳末系仅是可见光区中的一个，仅四条谱线，故B错误；
C. 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，故C正确。
D. 氢原子光谱是线状谱的一个例证，故D正确；
5．CD
【解析】
AC.巴耳末是利用当时已知的、在氢原子可见光区的4条谱线分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据原子的核式结构理论总结出来的，故A错误，C正确；
B.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，故B错误；
D. 巴耳末公式反映的是氢原子光谱在可见光区实际发出的若干特定频率（或特定波长）的光，故D正确。
6．CD
【解析】
A.太阳发出的白光本来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，部分频率的光被太阳大气层吸收，所以到达地球上的太阳光的光谱是吸收光谱，故A错误；
B.日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线状谱，故B错误；
C.酒精灯火焰中的钠蒸气属于低压气体，所产生的光谱是线状谱，故C正确；
D.白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是吸收光谱，是线状谱，故D正确。
7．ACD
【解析】
A.炽热的液体发射的光谱为连续谱，故A正确；
B.发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，故B错误；
C.线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，故C正确；
D.霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，故D正确。
8．AD
【解析】
ABC.线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，故A正确，B错误，C错误；
D.各种元素在吸收光谱中的每一条暗线都跟这种元素在线状谱中的一条明线相对应。故D正确。
9．BCD
【解析】
A.太阳光谱是吸收光谱，是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，是不连续的，故A错误；
B.霓虹灯和煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱是线状谱，故B正确；
C. 强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱，故C正确；
D.光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，因为它们都是有特征谱线，故D正确.
10．AC
【解析】
A.线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此都可用于光谱分析，故A正确；
BC.各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；
D.对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，D错误。
11．连续 线状
【解析】
炽热的液体发射连续光谱、白炽灯的光谱是连续光谱；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生，是线状谱。
12．1.1 4.26
【解析】
根据跃迁理论可知，当原子从4能级跃迁到3能级时释放的光子能量最小，最小能量为E＝E4﹣E3＝﹣1.6eV﹣（﹣2.7eV）＝1.1eV；若要使钨发生光电效应，则当光电子的最大初动能最小的时候，此时的反向电流最小，由题意可知，从2能级跃迁到1能级上，入射光子的能量最小为E＝4.9eV，根据光电效应方程为：Ekm＝hγ﹣W逸，Ekm＝eU，解得：U＝4.26V。
13．① ②
【解析】
①逸出功：
；
②光子能量：
；
最大初动能：
14．（1）6种 （2） (3) E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．最大初动能为0.65eV．
【解析】
试题分析：（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数．（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能．
（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子．
（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即．
（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．
根据光电效应方程得，．
1．巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式＝R（－），n＝3，4，5，…在氢原子光谱可见光区（巴耳末系的前四条谱线在可见光区），最长波长与最短波长之比为（ ）
A． B． C． D．
2．如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（ ）
A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C．从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长
D．如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到?n=2能级发出的
3．关于光谱和光谱分析的说法，正确的是
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是发射光谱
B．冶炼时的炼钢炉流出的铁水的光谱是线状谱
C．光谱都可以用于物质成分的分析
D．分析恒星的光谱，可以确定该恒星大气中的化学成分
4．下列说法正确的是（ ）
A．所有氢原子光谱的波长都可以有巴耳末公式求出
B．根据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线就可以有无数条
C．巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱一个例证
5．关于巴耳末公式，下列说法正确的是
A．巴耳末依据原子的核式结构理论总结出巴耳未公式
B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性
C．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳未公式
D．巴耳末公式准确反映了氢原子光谱在可见光区的实际情况，其波长的分立值并不是人为规定的
6．下列关于光谱的说法正确的是
A．到达地球上的太阳光的光谱是连续光谱
B．日光灯产生的光谱是连续光谱
C．酒精灯火焰中的钠蒸气所产生的光谱是线状谱
D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状谱
7．关于光谱，下列说法正确的是
A．炽热的液体发射连续谱
B．发射光谱一定是连续谱
C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析
D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱
8．下列关于特征谱线的几种说法，正确的有
A．线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线
B．线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线
C．线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线
D．同一元素的吸收光谱中的暗线与线状谱中的明线是相对应的
9．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是
A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成
B．霓虹灯和煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱，都是线状谱
C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱
D．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以用吸收光谱，但不能用连续谱
10．对原子光谱，下列说法正确的是
A．线状谱和吸收光谱可用于光谱分析
B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的
C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
D．发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素
11．白炽灯的光谱是________光谱；太阳的光谱是________光谱（填“线状”或“连续”）
12．2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。汞原子能级图如图所示，大量的汞原子从n＝4的能级向低能级跃迁时辐射出光子，其中辐射光子能量的最小值是_____eV；用辐射光照射金属钨为阴极的光电管，已知钨的逸出功为4.54eV，使光电流为零的反向电压至少为_____V。
13．氢原子的能级图如图所示，原子从能级n＝3向n＝2跃迁所放出的光子正好使某种金属材料发生光电效应，求:
①该金属的逸出功
②原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子照射该金属，产生的光电子的最大初动能
14．一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：
(1)氢原子可能发射几种频率的光子？
(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
(3)用下图中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？
参考答案
1．A
【解析】
在巴尔末系中，根据知当n=3时，光子能量最小，λ最大；当n=6时，光子能量最大，波长最小。则有
所以
故A正确，BCD错误
故选A。
2．C
【解析】
A、氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故A错误；
B、根据，可知，这群氢原子能够发出6种不同频率的光子，故B错误；
C、从n=4跃迁到n=3，辐射的光子频率最小，波长最长，故C正确；
D、如果发出的光子有两种能使某金属产生光电效应，知两种光子为能量最大的两种，分别为由n=4跃迁到n=1，和n=3跃迁到n=1能级发出的，故D错误．
3．D
【解析】
A.太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱和铁水的光谱都是连续谱，故A错误；
B. 炽热的铁水的光谱是连续谱，故B错误；
C. 线状谱、吸收光谱的暗线和亮线都与某一元素对应，可用于分析物质的成分，连续谱不能用于光谱分析，故C错误；
D.分析恒星光谱中的暗线，与已知元素的特征光谱相比较，可以分析恒星大气中含有的化学成分，故D正确。
4．B
【解析】
A.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，故A错误；
B. 氢原子的谱系有好几个，巴耳末系仅是可见光区中的一个，仅四条谱线，故B错误；
C. 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，故C正确。
D. 氢原子光谱是线状谱的一个例证，故D正确；
5．CD
【解析】
AC.巴耳末是利用当时已知的、在氢原子可见光区的4条谱线分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据原子的核式结构理论总结出来的，故A错误，C正确；
B.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，故B错误；
D. 巴耳末公式反映的是氢原子光谱在可见光区实际发出的若干特定频率（或特定波长）的光，故D正确。
6．CD
【解析】
A.太阳发出的白光本来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，部分频率的光被太阳大气层吸收，所以到达地球上的太阳光的光谱是吸收光谱，故A错误；
B.日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线状谱，故B错误；
C.酒精灯火焰中的钠蒸气属于低压气体，所产生的光谱是线状谱，故C正确；
D.白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是吸收光谱，是线状谱，故D正确。
7．ACD
【解析】
A.炽热的液体发射的光谱为连续谱，故A正确；
B.发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，故B错误；
C.线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，故C正确；
D.霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，故D正确。
8．AD
【解析】
ABC.线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，故A正确，B错误，C错误；
D.各种元素在吸收光谱中的每一条暗线都跟这种元素在线状谱中的一条明线相对应。故D正确。
9．BCD
【解析】
A.太阳光谱是吸收光谱，是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，是不连续的，故A错误；
B.霓虹灯和煤气灯火焰上的钠盐产生的光谱是线状谱，故B正确；
C. 强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱，故C正确；
D.光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，因为它们都是有特征谱线，故D正确.
10．AC
【解析】
A.线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此都可用于光谱分析，故A正确；
BC.各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；
D.对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，D错误。
11．连续 线状
【解析】
炽热的液体发射连续光谱、白炽灯的光谱是连续光谱；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生，是线状谱。
12．1.1 4.26
【解析】
根据跃迁理论可知，当原子从4能级跃迁到3能级时释放的光子能量最小，最小能量为E＝E4﹣E3＝﹣1.6eV﹣（﹣2.7eV）＝1.1eV；若要使钨发生光电效应，则当光电子的最大初动能最小的时候，此时的反向电流最小，由题意可知，从2能级跃迁到1能级上，入射光子的能量最小为E＝4.9eV，根据光电效应方程为：Ekm＝hγ﹣W逸，Ekm＝eU，解得：U＝4.26V。
13．① ②
【解析】
①逸出功：
；
②光子能量：
；
最大初动能：
14．（1）6种 （2） (3) E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．最大初动能为0.65eV．
【解析】
试题分析：（1）根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数．（2）能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差．（3）根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能．
（1）因为，知氢原子可能发射6种频率的光子．
（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即．
（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应．
根据光电效应方程得，．