【高中同步測控 優(yōu)化設(shè)計】高中人教版物理選修3-5習(xí)題：18.3氫原子光譜 Word版含答案[ 高考]

1、專業(yè)文檔3氫原子光譜a組1.下列物質(zhì)中產(chǎn)生線狀譜的是()a.熾熱的鋼水b.發(fā)光的日光燈管c.點(diǎn)燃的蠟燭d.極光解析:熾熱的鋼水、點(diǎn)燃的蠟燭能產(chǎn)生連續(xù)譜,發(fā)光的日光燈管能產(chǎn)生水銀蒸氣的線狀譜,極光是宇宙射線激發(fā)的氣體發(fā)光,能產(chǎn)生線狀譜。選項b、d正確。答案:bd2.下列說法中正確的是()a.熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)譜b.各種原子的線狀譜中的明線和它吸收光譜中的暗線必定一一對應(yīng)c.氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生線狀譜d.甲物質(zhì)發(fā)出的白光通過乙物質(zhì)的蒸氣形成了甲物質(zhì)的吸收光譜解析:據(jù)連續(xù)譜的產(chǎn)生知選項a正確;由于吸收光譜中的暗線和線狀譜中的明線相對應(yīng),所以選項b正確;氣體發(fā)光,若為高壓氣體則

2、產(chǎn)生吸收光譜,若為稀薄氣體則產(chǎn)生線狀譜,所以選項c錯誤;甲物體發(fā)出的白光通過乙物質(zhì)的蒸氣形成了乙物質(zhì)的吸收光譜,所以選項d錯誤。答案:ab3.關(guān)于光譜,下列說法正確的是()a.一切光源發(fā)出的光譜都是連續(xù)譜b.一切光源發(fā)出的光譜都是線狀譜c.稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜d.作光譜分析時,利用連續(xù)譜和線狀譜都可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的化學(xué)組成解析:不同光源發(fā)出的光譜有連續(xù)譜,也有線狀譜,故a、b錯誤;稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜,c正確;只有應(yīng)用線狀譜才可以進(jìn)行光譜分析,d錯誤。答案:c4.有關(guān)原子光譜,下列說法正確的是()a.原子光譜間接地反映了原子結(jié)構(gòu)特征b.氫原子光譜跟氧原子光譜是不同的c.太陽光

3、譜是連續(xù)譜d.鑒別物質(zhì)的成分可以采用光譜分析解析:不同的原子發(fā)出的譜線不相同,每一種原子都有自己的特征譜線,利用光譜分析可以用來確定元素,所以原子光譜可以間接反映原子結(jié)構(gòu)的特征,a、b、d三項正確。太陽光譜是不連續(xù)的,故c項不正確。答案:abd5.根據(jù)光譜的特征譜線,可以確定物質(zhì)的化學(xué)組成和鑒別物質(zhì),以下說法正確的是()a.線狀譜中的明線是特征譜線,吸收光譜中的暗線不是特征譜線b.線狀譜中的明線不是特征譜線,吸收光譜中的暗線是特征譜線c.線狀譜中的明線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線d.同一元素中的線狀譜中的明線和吸收光譜中的暗線是一一對應(yīng)的解析:線狀譜中的明線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線,并

4、且一一對應(yīng),a、b錯誤,c、d正確。答案:cd6.下列說法不正確的是()a.巴耳末線系光譜線的條數(shù)只有4條b.巴耳末線系光譜線有無數(shù)條c.巴耳末線系中既有可見光,又有紫外光d.巴耳末線系在可見光范圍內(nèi)只有4條解析:巴耳末線系中的光譜線有無數(shù)條,但在可見光區(qū)域只有4條光譜線,其余都在紫外光區(qū)域。答案:a7.關(guān)于光譜和光譜分析的下列說法正確的是()a.日光燈產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜b.太陽光譜中的暗線說明太陽上缺少與這些暗線相對應(yīng)的元素c.我們能通過光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分d.連續(xù)光譜是不能用來做光譜分析的解析:a選項中日光燈產(chǎn)生的光譜是線狀譜;b選項中太陽光譜中的暗線說明太陽大氣層中含有與這些暗線

5、相對應(yīng)的元素;c選項中因?yàn)樵虑虿荒茏约喊l(fā)光,所以不能通過光譜分析鑒別月球的物質(zhì)成分;d選項正確,因?yàn)橹挥芯€狀譜和吸收光譜才能做光譜分析。答案:d8.關(guān)于太陽光譜,下列說法正確的是()a.太陽光譜是連續(xù)譜中出現(xiàn)幾條暗線b.太陽光譜中的暗線,是太陽光經(jīng)過太陽大氣層時某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的c.根據(jù)太陽光譜中的暗線,可以分析太陽的物質(zhì)組成d.根據(jù)太陽光譜中的暗線,可以分析地球大氣層中含有哪些元素解析:太陽是高溫物體,它發(fā)出的白光包括一切波長的光,但在通過溫度較低的太陽大氣層時,某些特定頻率的光會被太陽大氣層中的某些元素的原子吸收,從而使我們觀察到的太陽光譜中有暗線存在,因此,選項a、b正確。

6、分析太陽光譜可知太陽大氣層的物質(zhì)組成,而某種物質(zhì)要觀測到它的特征譜線,要求它的溫度不能太低,也不能太高。溫度太高會直接發(fā)光,由于地球大氣層的溫度很低,太陽光通過地球大氣層時不會被地球大氣層中的物質(zhì)原子吸收,故選項c、d錯誤。答案:abb組1.氫原子光譜的巴耳末系中波長最長的光波的光子能量為e1,其次為e2,則為()a.b.c.d.解析:由=r()得當(dāng)n=3時,波長最長,=r(),當(dāng)n=4時,波長次之,=r(),解得,由e=h。答案:a2.如圖甲所示是a、b、c、d四種元素的線狀譜,圖乙是某礦物的線狀譜,通過光譜分析可以了解該礦物中缺乏的是()a.a元素b.b元素c.c元素d.d元素解析:將a、

7、b、c、d四種元素的線狀譜與乙圖中對照,沒有的譜線即是該礦物質(zhì)中缺少的,可知礦物中缺少b、d元素,故選b、d。答案:bd3.試計算氫原子光譜中萊曼系中的最長波和最短波的波長各是多少。解析:根據(jù)萊曼系波長倒數(shù)公式=r,n=2,3,4,可得=,n=2,3,4,當(dāng)n=2時波長最長,其值為= m1.21×10-7 m。當(dāng)n=時,波長最短,其值為= m9.09×10-8 m。答案:最長波長為1.21×10-7 m,最短波長為9.09×10-8 m4.氫原子光譜除了巴耳末系外,還有萊曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式為=r,n=4,5,6,r=1.10×10

8、7 m-1。若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域,試求:(1)n=6時,對應(yīng)的波長;(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多少?n=6時,傳播頻率為多大?解析:(1)由帕邢系公式=r,當(dāng)n=6時,=1.09×10-6 m。(2)帕邢系形成的譜線在紅外區(qū)域,而紅外線屬于電磁波,在真空中以光速傳播,故波速為光速c=3×108 m/s,由v=,得= hz=2.75×1014 hz。答案:(1)1.09×10-6 m(2)3×108 m/s2.75×1014 hz5.處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀態(tài)躍遷時會發(fā)出一系列不同頻率的光,稱為氫光譜

9、。氫光譜線的波長可以用下面的巴耳末里德伯公式表示:=r,n、k分別表示氫原子躍遷后所處狀態(tài)的量子數(shù),k=1,2,3,對每一個k,有n=k+1,k+2,k+3,r稱為里德伯常量,是一個已知量。對于k=1的一系列譜線其波長處在紫外光區(qū),稱為萊曼系;k=2的一系列譜線其波長處在可見光區(qū),稱為巴耳末系。用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)用萊曼系波長最長的光照射時,遏止電壓的大小為u1;當(dāng)用巴耳末系波長最短的光照射時,遏止電壓的大小為u2。已知電子電荷量的大小為e,真空中的光速為c,試求:普朗克常量和該種金屬的逸出功。解析:設(shè)金屬的逸出功為w,光電效應(yīng)所產(chǎn)生的光電子最大初動能為ekm。由動能定理知ekm=eu對于萊曼系,當(dāng)n=2時對應(yīng)的光波長最長,設(shè)為1,由題中所給公式有=