18.3 氢原子光谱 —2020-2021学年人教版高中物理选修3-5同步训练（学生+教师版）

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．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱 C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱 D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成 【答案】BC 【详解】A．太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续谱，A错误； B．煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱是线状谱，B正确； C．进行光谱分析时，要利用原子的特征谱线即线状谱，不能用连续谱，C正确； D．由于月亮自身不会发光，只是反射了太阳光，因此无法用光谱分析确定月亮的化学组成，D错误,故选BC。 2．氢原子能级图如图所示，氢原子从的各个能级直接跃迁至能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系。关于巴尔末线系，下列说法正确的有（　　） A．波长最长的谱线对应光子的能量为 B．大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程，可辐射出6种处于巴尔末线系的光子 C．氢原子从能级跃迁至能级时，辐射出的光子不能使逸出功为的金属发生光电效应 D．若氢原子从能级跃迁至能级时辐射出的光子能使某金属发生光电效应，则光电子的最大初动能为 【答案】AC 【详解】A．波长最长的谱线对应的光子能量是从能级跃迁到能级释放出的光子，其能量为 故A正确； B．由于氢原子从的各个能级直接跃迁至能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系，则大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程，只有和两种跃迁辐射出的两种光子的谱线符合巴尔末线系，故B错误； C．氢原子从能级跃迁至能级时，其能量为，小于，辐射出的光子不能使逸出功为的金属发生光电效应，故C正确； D．若氢原子从能级跃迁至能级时辐射出的光子能量为 使某金属发生光电效应，根据 可知，由于大于零，则光电子的最大初动能小于，故D错误,故选AC。 3．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相同 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 【答案】BC 【详解】每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、所处物质不同而改变． A.A项与上述分析结论不相符，故A不符合题意； B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意； C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意； D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意 4．根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：，m与n都是正整数，且n>m.当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系．如：m＝1，n＝2、3、4、…组成的线系叫赖曼系，m＝2，n＝3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系，则(　　) A．赖曼系中n＝2对应的谱线波长最长 B．赖曼系中n＝2对应的谱线频率最大 C．巴耳末系中n＝3对应的谱线波长最长 D．赖曼系中所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大 【答案】ACD 【详解】AB.在赖曼系中m＝1，n＝2、3、4、…，利用氢原子光谱谱线的波长公式可知n值越小，波长λ就越长，频率f就越小，则A符合题意，B不符合题意； C.在巴耳末系中m＝2，n＝3、4、5、…，利用氢原子光谱谱线的波长公式可知，n值越小，波长λ就越长，频率f就越小，则C符合题意； D. 由m和n的取值可知，赖曼系中（）一定大于巴耳末系中（），则赖曼系中所有谱线波长小于巴尔末系谱线波长，所以在赖曼系中不是所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大，故D符合题意 5．关于光谱和光谱分析的下列说法中正确的是（　　） A．光谱包括发射光谱、连续光谱、明线光谱、原子光谱、吸收光谱等五种光谱 B．往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的明线光谱 C．利用太阳光谱可以分析太阳的化学组成 D．明线光谱又叫原子光谱 【答案】BD 【详解】AD．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱，如炽热的液体发射连续光谱；高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。由狭窄谱线组成的光谱。单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳表面的气体中存在与这些暗线相对应的元素，选项A错误，D正确； B．往酒精灯的火焰上撒精盐，可以用分光镜观察到钠的明线光谱，选项B正确； C．太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，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，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素，但是不能分析太阳的化学组成，故C错误,故选BD。 6．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的波长为，波长次之为，则为(　　) A． B． C． D． 【答案】D 【详解】氢原子光谱的巴耳末系中的波长满足公式