高中物理魯科版5第二章原子結構第4節(jié)氫原子光譜與能級結構 2023版學業(yè)分層測評7

學業(yè)分層測評(七)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．關于原子光譜，下列說法中正確的是()A．每種原子處在不同溫度下發(fā)光的光譜不同B．每種原子處在不同的物質中的光譜不同C．每種原子在任何條件下發(fā)光的光譜都相同D．兩種不同的原子發(fā)光的光譜可能相同【解析】每種原子都有自己的結構，只能發(fā)出由內部結構決定的自己的特征譜線，不會因溫度、物質不同而改變，C正確．【答案】C2．(多選)有關氫原子光譜的說法正確的是()【導學號：64772097】A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C．氫原子光譜說明氫原子能級是分立的D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關【解析】原子的發(fā)射光譜是原子躍遷時形成的，由于原子的能級是分立的，所以氫原子的發(fā)射光譜是線狀譜，原子發(fā)出的光子的能量正好等于原子躍遷時的能級差，故氫原子只能發(fā)出特定頻率的光，綜上所述，選項D、A錯，B、C對．【答案】BC3．對于巴爾末公式下列說法正確的是()【導學號：64772098】A．所有氫原子光譜的波長都與巴爾末公式相對應B．巴爾末公式只確定了氫原子光譜的可見光部分的光的波長C．巴爾末公式確定了氫原子光譜的一個線系的波長，其中既有可見光，又有紫外光D．巴爾末公式確定了各種原子光譜中的光的波長【解析】巴爾末公式只確定了氫原子光譜中一個線系波長，不能描述氫原子發(fā)出的各種波長，也不能描述其他原子的發(fā)光，A、D錯誤；巴爾末公式是由當時巳知的可見光中的部分譜線總結出來的，但它適用于整個巴爾末線系，該線系包括可見光和紫外光，B錯誤，C正確．【答案】C4．利用光譜分析的方法能夠鑒別物質和確定物質的組成成分，關于光譜分析下列說法正確的是()A．利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分B．利用物質的線狀譜就可鑒別其組成成分C．高溫物體發(fā)出的光通過某物質后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分D．同一種物質的線狀譜與吸收光譜上的暗線，由于光譜的不同，它們沒有關系【解析】由于高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無關，故A錯誤；某種物質發(fā)射的線狀譜中的明線與某種原子發(fā)出的某頻率的光有關，通過這些亮線與原子的特征譜對照，即可確定物質的組成成分，B正確；高溫物體發(fā)出的光通過物質后某些頻率的光被吸收而形成暗線，這些暗線與通過的物質有關，C錯誤；某種物質發(fā)出某種頻率的光，當光通過這種物質時它也會吸收這種頻率的光，因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相對應，D錯誤．正確選項是B.【答案】B5．(多選)關于巴耳末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))的理解，正確的是()A．此公式是巴耳末在研究氫原子光譜特征時發(fā)現(xiàn)的B．公式中n可取任意值，故氫原子光譜是連續(xù)譜C．公式中n只能取大于或等于3的整數值，故氫原子光譜是線狀譜D．巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中的一個線系的波長，不能描述氫原子發(fā)出的其他線系的波長【解析】此公式是巴耳末在研究氫原子光譜在可見光區(qū)的14條譜線中得到的，只適用于氫原子光譜的巴耳末線系分析，且n只能取大于或等于3的整數，因此λ不能取連續(xù)值，故氫原子光譜是線狀譜，A、C、D正確．【答案】ACD6．(多選)以下論斷中正確的是()A．按經典電磁理論，核外電子受原子核庫侖引力，不能靜止只能繞核運轉，電子繞核加速運轉，不斷地向外輻射電磁波B．按經典理論，繞核運轉的電子不斷向外輻射能量，電子將逐漸接近原子核，最后落入原子核內C．按照盧瑟福的核式結構理論，原子核外電子繞核旋轉，原子是不穩(wěn)定的，說明該理論不正確D．經典電磁理論可以很好地應用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象【解析】盧瑟福的核式結構沒有問題，主要問題出在經典電磁理論不能用來解釋原子世界的現(xiàn)象；按照玻爾理論，原子核外的電子在各不連續(xù)的軌道上做勻速圓周運動時并不向外輻射電磁波，故A、B、D正確，C錯誤．【答案】ABD7．氫原子第n能級的能量為En＝eq\f(E1,n2)，其中E1是基態(tài)能量．當氫原子由第4能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的頻率為ν1；若氫原子由第2能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為ν2，則eq\f(ν1,ν2)＝________.【解析】根據氫原子的能級公式，hν1＝E4－E2＝eq\f(E1,42)－eq\f(E1,22)＝－eq\f(3,16)E1hν2＝E2－E1＝eq\f(E1,22)－eq\f(E1,12)＝－eq\f(3,4)E1所以eq\f(ν1,ν2)＝eq\f(\f(3,16),\f(3,4))＝eq\f(1,4).【答案】eq\f(1,4)8．有一群處于n＝4能級上的氫原子，已知里德伯常量R＝×107m－1，則：(1)這群氫原子發(fā)光的光譜有幾條？幾條是可見光？(2)根據巴爾末公式計算出可見光中的最大波長是多少？【解析】(1)這群氫原子的能級圖如圖所示，由圖可以判斷出，這群氫原子可能發(fā)生的躍遷共有6種，所能發(fā)出的光譜共有6條，其中有2條是可見光．(2)根據巴爾末公式eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))得，當n＝3時，波長最大，代入數據得λ＝×10－7m.【答案】(1)62(2)×10－7m[能力提升]9.如圖2-4-1甲所示是a，b，c，d四種元素的線狀譜，圖乙是某礦物質的線狀譜，通過光潽分析可以了解該礦物質中缺乏的是()圖2-4-1①a元素②b元素③c元素④d元素A．①② B．③④C．①③ D．②④【解析】對比圖(甲)和圖(乙)可知，圖(乙)中沒有b，d對應的特征譜線，所以在礦物質中缺乏b，d兩種元素．【答案】D10．氫原子從第4能級躍遷到第2能級發(fā)出藍光，那么當氫原子從第5能級躍遷到第2能級應發(fā)出()【導學號：64772099】A．X射線 B．紅光C．黃光 D．紫光【解析】氫原子從第5能級躍遷到第2能級發(fā)出的光在可見光范圍內，且比藍光的頻率更大．在為E5－E2＝hν2>E4－E2＝hν1.由此可知，只能是紫光，故D正確．【答案】D11．在可見光范圍內，氫原子光譜中波長最長的2條譜線所對應的基數為n.【導學號：64772034】(1)它們的波長各是多少？(2)其中波長最長的光對應的光子能量是多少？【解析】(1)譜線對應的n越小，波長越長，故當n＝3時，氫原子發(fā)光所對應的波長最長．當n＝3時，eq\f(1,λ1)＝×107×(eq\f(1,22)－eq\f(1,32))m－1解得λ1＝×10－7m.當n＝4時，eq\f(1,λ2)＝×107×(eq\f(1,22)－eq\f(1,42))m－1解得λ2＝×10－7m.(2)n＝3時，對應著氫原子巴爾末系中波長最長的光，設其波長為λ，因此E＝hν＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,×10－7)J＝×10－19J.【答案】(1)×10－7m×10－7m(2)×10－19J12．氫原子光譜除了巴爾末系外，還有賴曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式為eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,32)－\f(1,n2)))(n＝4,5,6，…)，R＝×107m－1.若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域，求：(1)n＝6時，對應的波長；(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eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,32)－\f(1,n2)))，當n＝6時，得λ＝×