上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：3.4光谱分析在科学技术中的应用 课时作业（含解析）

3.4光谱分析在科学技术中的应用
1．对原子光谱，下列说法错误的是（ ）
A．原子光谱是不连续的
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．分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素
2．下面四幅图描述的场景分别是：图甲是测量单摆的周期时选取计时的开始（和终止）的位置；图乙是用惠更斯原理解释球面波的传播；图丙是产生电磁振荡的电路；图丁是氢原子能级图。下列关于四幅图的说法正确的是（　　）
A．图甲中取小球到达最高点时作为计时起点较好
B．图乙中波面上的每一点都可以看成新的子波源
C．图丙中开关从a端拨到b端的一瞬间线圈L中的磁场能最大
D．图丁中的若干条“跃迁线”说明氢原子光谱是连续谱
3．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的线状谱都相同
D．两种不同的原子的线状谱可能相同
4．利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是（ ）
A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分
B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分
C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分
D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系
5．如图是冬天戴眼镜的人从室外进入温暖室内时，镜片起雾的照片，透过镜片能看到五颜六色的日光灯，下列彩色的成因与之相同的是（　　）
A．雨后汽油在马路上形成的彩色油膜
B．利用不同气体制作的彩色霓虹灯
C．白光通过三棱镜的彩色光带
D．阳光下彩色的肥皂泡
6．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
7．白炽灯发光产生的光谱是（ ）
A．连续光谱 B．明线光谱
C．原子光谱 D．吸收光谱
8．关于光谱和光谱分析，以下说法正确的是（　　）
A．太阳光谱是连续谱，氢原子光谱是线状谱
B．光谱分析的优点是灵敏而且迅速
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从而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
9．请问同学们我们每天看到的太阳光的光谱是（　　）
A．吸收光谱 B．连续光谱 C．明线光谱 D．线状谱
10．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．霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，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，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱
11．下列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线状谱
B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱
C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱
D．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分
12．如图所示，一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1>ν2>ν3，则
A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1
B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2
C．ν1=ν2+ν3
D．hν1=hν2+hν3
13．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
14．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
参考答案
1．B
【解析】
A.原子光谱为线状谱，A正确；
BC.各种原子都有自己的特征谱线，故B错、C对；
D.据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确。
2．B
【解析】
A．图甲中取小球到达平衡位置时作为计时起点较好，选项A错误；
B．图乙中波面上的每一点都可以看成新的子波源，选项B正确；
C．图丙中开关从a端拨到b端的一瞬间，电容器要开始放电，此时振荡回路中电流为零，此时线圈L中的磁场能最小，选项C错误；
D．图丁中的若干条“跃迁线”说明氢原子光谱是不连续谱，选项D错误。
故选B。
3．C
【解析】
每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，故C正确ABD错误。
故选C。
4．B
【解析】
A.由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A错误；
B.某种物质发光的线状谱中的亮线与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱对照，即可确定物质的组成成分，B正确；
C.高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，C错误；
D.某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误。
5．C
【解析】
冬天戴眼镜的人从室外进入温暖室内时，透过镜片能看到五颜六色的日光灯就是光的色散，说明白光由七色光组成，与白光通过三棱镜形成彩色光带原因相同；马路上汽油的彩色油膜、阳光下的彩色肥皂泡都属于薄膜干涉，不同波长的光形成明暗相间的干涉条纹；不同气体制作的彩色霓虹灯是不同原子能级不同，跃迁时发射光子的能量不同，属于原子能级跃迁。因此C正确，ABD错误。
故选C。
6．B
【解析】
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。
7．A
【解析】
白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱，故A正确。
8．B
【解析】
A．太阳光谱是不连续谱，氢原子光谱是不连续的，是线状谱，A错误；
B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速，能帮助人们发现新元素，B正确；
C．分析某种物质的化学组成可以白光通过这种物质的低温蒸气取吸收光谱进行分析，C错误；
D．月球是反射的阳光。分析月光实际上就是在分析阳光，月球又不象气体那样对光谱有吸收作用，因此无法通过分析月球的光谱来得到月球的化学成分，故D错误。
故选B。
9．A
【解析】
太阳光谱是太阳内部发出的光在经过大气的时候，被大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱。故A正确，BCD错误。
故选A。
10．C
【解析】
A．太阳光谱是吸收光谱，这是由于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，所以A错误；
B．霓虹灯呈稀薄气体状态，因此光谱是线状谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续光谱，所以B错误；
C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐时，某些频率的光被吸收，形成吸收光谱，所以C正确；
D．发射光谱可以分为连续光谱和线状谱，而光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，因为它们都具备特征谱线，所以D错误。
故选C。
11．BC
【解析】
A.太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故选项A错误；
B.炽热气体发光是线状光谱，霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸汽产生的光谱也是线状光谱，故选项B正确；
C.光谱分析是利用元素的特征谱线与连续谱对比来分析物体的化学成分，可以用明线光谱也可以用吸收光谱，不能用连续光谱，故选项C正确；
D.月亮是反射太阳光，是吸收光谱，观察月亮光谱只能确定月亮表面的化学组成，但不能确定月亮内部的化学组成，故选项D错误。
故选BC。
12．ACD
【解析】
AB．处于激发态的氢原子并不稳定，能够自发向低能级跃迁并发射光子，其发射光子的种类
解得：n=3，可知处于基态的氢原子吸收某种光子后，跃迁到n=3的激发态．根据玻尔理论可知，被氢原子吸收的光子的能量为，A正确B错误；
CD．根据玻尔理论得知，氢原子从n=3直接跃迁到基态时辐射的能量为，从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态辐射的能量为，从n=2的激发态跃迁到基态辐射的能量为，根据能级关系可知：，则得
则得
故CD正确。
故选ACD。
13．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。
14．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。