课时梯级训练(18) 光谱 氢原子光谱（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(18)　光谱　氢原子光谱 1．根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是(　　) A．线状谱中的亮线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线 B．线状谱中的亮线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线 C．线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线都不是特征谱线 D．同一元素的线状谱的亮线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的 D　解析：根据光谱理论可知，明线光谱与吸收光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱的亮线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的，D正确，A、B、C错误。 2．(多选)下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是(　　) A．虽然氢原子核外只有一个电子，但氢原子也能产生多种波长的光 B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线 C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线 D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关 AB　解析：氢原子光谱是线状谱，是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，不是亮度不连续的谱线，A、B正确，C错误；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，氢原子发出的光的波长大小与放电管的放电强弱无关，D错误。 3．(多选)每种原子都有自己的特征谱线，我们可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分。原子的特征谱线属于(　　) A．吸收光谱 B．发射光谱 C．连续谱 D．线状谱 BD　解析：原子的特征谱线是发射光谱，A错误，B正确；原子的特征谱线是分立的线状谱，C错误，D正确。 4．(多选)已知可见光波长范围为400－760 nm，下列关于巴尔末公式＝RH的理解，正确的是(　　) A．巴尔末系的4条谱线位于可见光区域 B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C.公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D．在巴尔末系中n值越大，对应的波长λ越短 ACD　解析：此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线时得到的，A正确；公式中n只能取大于或等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错误，C正确；根据公式可知，n值越大，对应的波长λ越短，D正确。 5．包含各种波长的复合光，被原子吸收了某些波长的光子后，连续光谱中这些波长的位置上便出现了暗线，这样的光谱叫作吸收光谱。传到地球表面的太阳光谱就是吸收光谱(　　) A．太阳光谱中的暗线是太阳大气中的原子吸收光子后产生的 B．太阳光谱中的暗线是地球大气中的原子吸收光子后产生的 C．利用太阳光谱可以分析地球大气中含有哪些元素 D．利用太阳光谱可以分析太阳光中含有哪些元素 A　解析：太阳光谱中的暗线是太阳大气中的原子吸收光子后产生的，且太阳光谱中的许多暗线与太阳大气中存在的金属元素的特征谱线相对应，于是我们知道太阳大气中存在哪些金属元素，A正确。 6．与原子光谱有关的物理知识，下列说法正确的是(　　) A．有些原子的发射光谱是线状谱，有些原子的发射光谱是连续谱 B．太阳光谱中的许多暗线与太阳大气中存在的金属元素的特征谱线相对应 C．巴尔末发现氢原子的可见光谱有分立特征，但氢原子的不可见光谱有连续特征 D．有些电子绕原子核运动的变化是连续的，所以我们看到了原子的连续光谱 B　解析：各种原子的发射光谱都是线状谱，A错误；太阳光谱中的许多暗线与太阳大气中存在的金属元素的特征谱线相对应，于是我们知道太阳大气中存在哪些金属元素，B正确；可见光谱与不可见光谱都有分立特征，没有连续特征，C错误；电子绕原子核运动的变化都是不连续的，我们看到的原子光谱都是线状谱，D错误。 7．氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的光波的波长为λ1，波长次之为λ2，则为(　　) A． B． C． D． D　解析：氢原子光谱的巴尔末系中的波长满足公式＝RH，n＝3，4，5…，当n＝3时，波长最长，即＝RH＝，当n＝4时，波长为＝RH＝，所以＝×＝，D正确。 8．已知巴尔末系对应的光谱线是可见光，那么赖曼系对应的光谱线与前者相比(　　) A．可能是紫外线 B．可能是红外线 C．光的波长会更长 D．在真空中的传播速度会更大 A　解析：由图可知，赖曼系对应的光谱中光的频率比巴尔末系对应的光谱中光的频率大，则可能是紫外线，A正确，B错误；由于赖曼系对应的光谱中光的频率比巴尔末系对应的光谱中光的频率大，根据c＝λν可知对应的波长更小，C错误；所有光在真空中的传播速度都相同，D错误。 9．(2024·浙江1月选考)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式＝R (－)，n＝3、4、5、6。用Hδ和Hγ光进行如下实验研究，则(　　) A．照射同一单缝衍射装置，Hδ光的中央明条纹宽度宽 B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，Hδ光的侧移量小 C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多 D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的饱和光电流小 C　解析：根据巴耳末公式可知，Hγ光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装置，Hγ光的中央明条纹宽度宽，A错误；Hγ光的波长较长，根据f＝，可知Hγ光的频率较小，则Hγ光的折射率较小，在平行玻璃砖中的偏折较小，Hγ光的侧移量小，B错误；Hγ光的频率较小，Hγ光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，Hγ光的光子数较多，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多，C正确；若Hδ、Hγ光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的频率较小，Hγ光的光子能量较小，Hγ光的光子数较多，则Hγ光的饱和光电流大，Hδ光的饱和光电流小，D错误。 10．在氢原子光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用赖曼系的公式＝RH，n＝2，3，4…，其中RH＝1.0974×107 m－1，计算紫外线的最长波和最短波的波长。 答案：1.22×10－7 m　9.12×10－8 m 解析：根据赖曼系波长倒数公式＝RH，n＝2，3，4……可得 λ＝，n＝2，3，4…… 当n＝2时波长最长，其值为 λ＝＝≈1.22×10－7 m 当n＝∞时，波长最短，其值为 λ＝＝＝m≈9.12×10－8 m。 11．氢原子光谱除了巴尔末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为＝RH(n＝4，5，6…)，RH＝1.10×107 m－1。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，求： (1)帕邢系中，氢原子发光的最长波长； (2)帕邢系中谱线对应的光在真空中的波速为多少？n＝6时，光的频率为多大？ 答案：(1)1.87×10－6 m　(2)3×108 m/s　2.75×1014 Hz 解析：(1)由公式 ＝RH(n＝4，5，6…) 可知，n＝4时对应的波长最长，代入数据解得，最长波长为 λ1＝1.87×10－6 m。 (2)帕邢系中谱线在红外线区域，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 当n＝6时，由公式 ＝RH(n＝4，5，6…) 可得＝1.10×107×(－)m－1 解得λ2＝1.09×10－6 m 则频率为 ν＝＝2.75×1014 Hz。 学科网（北京）股份有限公司 $$