2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构新人教版选修3-5_2

1 第 3 节 氢原子光谱 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子核结构的正确图景，解决的问题有 ( )导 学 号 96140293 A解释了 粒子散射现象 B原子中存在电子 C结合经典电磁理论解释原子的稳定性 D结合经典电磁理论解释氢光谱 答案：A 解析：通过 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，而经典电磁理论并 不能解释原子的稳定性和氢原子光谱，A 正确，B、C、D 错误。 2下列关于光谱的说法正确的是 ( )导 学 号 96140294 A月光是连续光谱 B日光灯产生的光谱是连续光谱 C酒精灯中燃烧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 答案：C 解析：月光是反射的太阳光，是吸收光谱，故选项 A 错。日光灯是低压蒸气发光，所 以产生的是线光谱，故选项 B 错。酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱， 故选项 C 正确，选项 D 错。 3对于巴耳末公式下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140295 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巴耳末公式确定了氢原子发光一组谱线的波长，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 答案：C 解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线的波长，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、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，但它也适用于可见光和紫外光，故 B 错误，C 正确。 4关于巴耳末公式 R( )(n3,4,5)的理解，正确的是 ( ) 1 122 1n2 导 学 号 96140296 A此公式只适用于氢原子发光 B公式中的 n 可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的 2 C公式中的 n 是大于等于 3 的正整数，所以氢原子光谱不是连续的 D该公式包含了氢原子的所有光谱线 答案：AC 解析：巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个 线系，故 A 对 D 错；公式中的 n 只能取不小于 3 的正整数，B 错 C 对。 5关于太阳光谱，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140297 A太阳光谱为连续谱 B太阳光谱为吸收光谱 C研究太阳光谱，可以了解太阳大气层的物质成分 D研究太阳光谱，可以了解地球大气层的物质成分 答案：BC 解析：弄清太阳光谱的成因。太阳光谱是吸收光谱，是通过太阳大气层后，被太阳大 气层中物质吸收后形成的光谱。而吸收光谱的谱线与这种元素的线状谱是对应的，因此分 析吸收光谱，也可了解物质的组成。 二、非选择题 6利用白炽灯 蜡烛 霓虹灯 在酒精火焰中烧钠和钾的盐所产生的光谱中， 能产生连续光谱的有_，能产生明线光谱的有_。 导 学 号 96140298 答案：和 和 解析：白炽灯是炽热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓 虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱；在酒精火焰上钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠 离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的 特征谱线，形成明线光谱，所以题中和属于连续光谱，和属于明线光谱。 7根据巴耳末公式，可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的 2 条谱线，其波 长分别为 654.55109 m 和 484.85109 m，求所对应的 n 值。 导 学 号 96140299 答案： n13 n24 解析：据巴耳末公式 R( )得 1 122 1n2 1.1010 7( )， 1654.5510 9 122 1n21 1.1010 7( )， 1484.8510 9 122 1n2 所以 n13， n24。 能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1(黄冈中学 20142015 学年高二下学期期中)关于原子的特征谱线，下列说法不正 3 确的是 ( )导 学 号 96140300 A不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线 B原子的特征谱线可能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的 C可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分 D原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据 答案：D 解析：不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，故不同原子 的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，选项 A 正确；原子的特征谱线可 能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的，故选项 B 正确；每种原子都有 自己的特征谱线，可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分，故选 项 C 正确； 粒子散射实验是原子具有核式结构的有力证据，故选项 D 错误。 2对原子光谱，下列说法不正确的是 ( )导 学 号 96140301 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 答案：B 解析：原子光谱为线状谱，A 正确；各种原子都有自己的特征谱线，故 B 错，C 对；对 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。 3巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式 R( )，式中 n3,4,5，在氢原子 1 122 1n2 光谱可见光区，最长波长与最短波长之比为 ( )导 学 号 96140302 A B C D 95 43 98 85 答案：D 解析：巴耳末系的前四条谱线在可见光区， n 的取值分别为 3,4,5,6。 n 越小， 越大， 故 n3 时波长最大， max ； n6 时波长最小， min ，故 ，D 正确。 365R 368R max min 85 4通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱 ( )导 学 号 96140303 A按光的频率顺序排列 B按光子的质量大小排列 C按光的速度大小排列 D按光子的能量大小排列 答案：ACD 解析：光谱是将光按波长展开的，而波长与频率相对应，故 A 正确；光子没有质量， 4 各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同，B 错误，C 正确；由爱因斯坦的 光子说可知光子能量与光子频率相对应，D 正确。 5关于光谱，下面说法中正确的是 ( )导 学 号 96140304 A炽热的液体发射连续光谱 B太阳光谱中的暗线说明太阳内部缺少与这些暗线相对应的元素 C明线光谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析 D发射光谱一定是连续光谱 答案：AC 解析：炽热的固体、液体、高压气体发出的是连续光谱，故 A 正确。 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续光经过太阳大气层时产生的吸收光谱，故 B 不正 确。 线状光谱和吸收光谱都是原子的特征光谱，都可以用于对物质成分进行分析，故 C 正 确。 发射光谱可能是连续光谱，也可能是明线光谱，故 D 不正确。 二、非选择题 6如图所示的分光镜是用来观察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色 光由小孔 S 进入平行光管，那么在光屏 MN 上的 P 处是_光， Q 处是_光、 R 处是_光。 导 学 号 96140305 答案：红 绿 紫 解析：分光镜是根据光的色散现象制成的。复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频 率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小。 7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( 1 )， n4,5,6， R1.1010 7m1 。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域， 132 1n2 试求： 导 学 号 96140306 (1)n6 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？ n6 时，传播频率为多大？ 答案：(1)1.0910