广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：3.3氢原子光谱 课时训练（含解析）

3.3氢原子光谱
1．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
2．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．
3．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
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．月亮的光通过分光镜所得到的光谱是
A．连续谱 B．吸收光谱 C．线状光谱 D．原子光谱
6．下列说法正确的是( )
A．阴极射线的本质是电磁辐射
B．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短
C．光的波长越长，其粒子性越强，光的波长越短，其波动性越强
D．根据玻尔的原子模型，氢原子辐射出光子后，其绕核运动的电子动能增大
7．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
8．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
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．已知氢原子能级En=，其中E为基态能级，n=1，2，……用h表示普朗克常量。氢原子在由第5能级向第2能级跃迁时发射出的光子频率为___________。(用h和E表示)；现在用该光子照射逸出功为W0的某种金属，能够发生光电效应，则该金属的极限频率为___________。
12．一群处于量子数n = 3的激发态氢原子向低能级跃迁时，可能发出的光谱线条数是___________。
13．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线的波长为。
（1）试推算里德伯常量的值。
（2）利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量。（）
14．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系，帕邢系等，其中赖曼系的表达式为，求赖曼系中波长最长的波对应的频率．
参考答案
1．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。
2．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。
3．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．
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．B
【解析】
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。
A. 连续谱。故A错误；
B. 吸收光谱。故B正确；
C. 线状光谱。故C错误；
D. 原子光谱。故D错误。
6．BD
【解析】
A．英国物理学家汤姆孙发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，这些粒子是电子，不是电磁辐射，故A错误；
B．依据德布罗意波波长公式可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，B正确；
C．光的波长越长，其波动性越强，光的波长越短，其粒子性越强，C错误；
D．根据玻尔的原子模型，氢原子辐射出光子后，其能量减小，从高能级跃迁到低能级，电子运动的轨迹半径减小，由和可知，绕核运动的电子动能增大，故D正确．
7．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。
8．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。
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．
【解析】
根据能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差求出吸收的光子能量，即可求出频率。
【详解】
氢原子在n=5的能量为：

氢原子在n=2的能量为：
能级间跃迁所满足的规律Em-En=hv
即
解得：
由公式
解得：。
【点睛】
该题考查氢原子的能级公式和跃迁，解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律Em-En=hv，注意原子向低态跃迁时，动能增大，电势能减小的。
12．3
【解析】
根据，知这群氢原子最多能发出3种频率的光．
13．（1）（2）
【解析】
（1）巴耳末系中第一条谱线为时，即
（2）巴耳末系中第四条谱线对应，则
14．
【解析】
对于赖曼系，当时对应光的波长最长
波长的光对应的频率为