2020高中物理 3.3 氢原子光谱同步练习2 选修3-5

3.3 氢原子光谱 同步练习（粤教版选修3-5）
1．(单选)关于光谱，下列说法不正确的是( )
A．炽热的液体发射连续谱
B．发射光谱一定是连续谱
C．线状谱和暗线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
解析：选B.炽热的液体的光谱为连续谱，所以选项A正确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，所以选项B错误．线状谱和暗线谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，所以选项C正确．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，所以选项D正确．
2．(单选)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都相同
D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
解析：选C.每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确．
3．(单选)下列关于特征谱线的几种说法，正确的有( )
①明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线；②明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线；③明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线；④同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的．
A．只有① B．只有③
C．只有①④ D．只有②④
解析：选C.明线光谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线．并且实验表明各种元素的吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应．所以①、④是正确的．正确选项应为C.
4．(单选)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的可见光部分的光的波长
C．巴耳末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：选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．
5．在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n及它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？
解析：据公式＝R n＝3,4,5，…
当n＝3时，波长λ最大，其次是n＝4时，
当n＝3时，＝1.10×107·
解得λ1≈6.5×10－7 m.
当n＝4时，＝1.10×107·
解得λ2≈4.8×10－7 m.
氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱．
答案：n＝3时，λ＝6.5×10－7 m n＝4时，λ＝4.8×10－7 m 特点见解析
一、单项选择题
1．关于光谱，下列说法正确的是( )
A．一切光源发出的光谱都是连续谱
B．一切光源发出的光谱都是线状谱
C．稀薄气体发出的光谱是线状谱
D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成
解析：选C.熟记各种谱线的产生机理及区别是解题关键．
2．对原子光谱，下列说法不正确的是( )
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
解析：选B.原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特证谱线；据各种原子的特证谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，由此知A、C、D说法正确，故选B.
3．以下说法正确的是( )
A．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱
B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速
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取得的吸收光谱进行分析
D．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素
解析：选B.进行光谱分析不能用连续光谱，只能用线状光谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低压蒸气产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能反射太阳光，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．故答案为B.
4．下列说法不正确的是( )
A．巴耳末线系光谱线的条数只有4条
B．巴耳末线系光谱线有无数多条
C．当电子从n大于2的轨道跃迁到n等于2的轨道时，所得到的谱线都属于巴耳末线系
D．巴耳末线系在可见光范围内只有4条
解析：选A.由巴耳末公式＝R知当电子从n大于2的轨道跃迁到n等于2的轨道时，所得到的谱线都属于巴耳末线系．所得到的线系可以有无数条．但在可见光区域只有4条光谱线．故正确的是B、C、D.
5．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )
A. B.
C. D.
解析：选A.由巴耳末公式＝R，n＝3,4,5，…
当n＝∞时，最小波长＝R，①
当n＝3时，最大波长＝R，②
由①②得＝.
6．下列氢原子的线系中对波长最短波进行比较，其值最小的是( )
A．巴耳末系 B．莱曼系
C．帕邢系 D．布喇开系
解析：选B.根据公式＝T(m)－T(n)，m当m＝1，n＝2、3、4、5…为莱曼系[在紫外区]
当m＝2，n＝3、4、5、6…为巴耳末系[在可见光区]
当m＝3，n＝4、5、6…为帕邢系[在近红外区]
当m＝4，n＝5、6、7…为布喇开系[在红外区]
从红外区到紫外区，波长依次减小，所以波长最短的是莱曼系．
二、双项选择题
7．要得到钠元素的特证谱线，下列做法正确的是( )
A．使固体钠在空气中燃烧
B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气
C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气
D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气
解析：选BC.炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特证谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸汽时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误．
8．关于巴耳末公式，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：选CD.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来的巴耳末公式，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．
9．关于太阳光谱，下列说法正确的是( )
A．太阳光谱是吸收光谱
B．太阳光谱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的
C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成
D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素
解析：选AB.太阳光谱是吸收光谱．因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光．由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收．故选项A、B正确．
10．如图3－3－2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3－3－2
A．a元素 B．b元素
C．c元素 D．d元素
解析：选BD.将a、b、c、d四种元素的线状谱与乙图中对照，可知，矿物中缺少b、d元素．
三、非选择题
11．利用里德伯常量R＝1.1×107 m－1求巴耳末线系中第四条谱线的波长和相应光子的能量．
解析：由巴耳末公式＝R知，求第四条谱线的波长，即n＝6时，有＝1.1×107×，解得λ4≈4.1×10－7 m，且E4＝h＝6.63×10－34× J≈4.85×10－19 J.
答案：4.1×10－7 m 4.85×10－19 J
12．(2020年珠海高二质检)氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为＝R，n＝4,5,6，…，R＝1.10×107 m－1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n＝6时，传播频率为多大？
解析：(1)因帕邢系公式＝R，得当n＝6时，λ≈1.09×10－6 m.
(2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c＝3×108 m/s，由v＝＝λν，得ν＝＝＝ Hz≈2.75×1014 Hz.
答案：(1)1.09×10－6 m
(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz