高中物理 第3章 原子結(jié)構(gòu)之謎 第3節(jié) 氫原子光譜學(xué)業(yè)分層測評 粵教版

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氫原子光譜 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．白光通過棱鏡后在屏上會(huì)形成按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫排列的連續(xù)譜線，下列說法正確的是(　　) A．棱鏡使光譜加了顏色 B．白光是由各種顏色的光組成的 C．棱鏡對各種顏色光的偏折不同 D．發(fā)光物質(zhì)發(fā)出了在可見光區(qū)的各種頻率的光 E．白光通過棱鏡時(shí)，各種色光的頻率發(fā)生了變化 【解析】　白光通過棱鏡使各種顏色的光落在屏上的不同位置，說明棱鏡對各種顏色的光偏折不同，形成的連續(xù)光譜按波長(或頻率)排列，即白光是包括各種頻率的光，光的顏色是由波長(或頻率)決定，并非棱鏡增加了顏色，B、C、D正確，A錯(cuò)誤．光在傳播過程中頻率是不變的，E錯(cuò)誤． 【答案】　BCD 2．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)光譜 B．各種原子的明線光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)生明線光譜 D．在一定條件下氣體也可以產(chǎn)生連續(xù)光譜 E．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 【解析】　據(jù)連續(xù)光譜的產(chǎn)生知A正確；由于吸收光譜中的暗線和明線光譜中的明線相對應(yīng)，但通常吸收光譜中看到的暗線要比明線光譜中的明線少，所以B不對；氣體發(fā)光，若為高壓氣體則產(chǎn)生吸收光譜，若為稀薄氣體則產(chǎn)生明線光譜，所以C錯(cuò)誤，D正確；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E正確． 【答案】　ADE 3．關(guān)于線狀譜，下列說法中正確的是(　　) A．每種原子處在不同溫度下發(fā)光的線狀譜不同 B．每種原子處在不同的物質(zhì)中的線狀譜相同 C．每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同 D．兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜可能相同 E．兩種不同原子發(fā)光的線狀譜不相同 【解析】　每種原子都有自己的結(jié)構(gòu)，只能發(fā)出由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的自己的特征譜線，不會(huì)因溫度、物質(zhì)不同而改變，B、C、E正確． 【答案】　BCE 4．下列關(guān)于巴耳末公式＝R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(shí)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只能取不小于3的整數(shù)值，故氫原子光譜是線狀譜 D．公式不但適用于氫原子光譜的分析，也適用于其他原子的光譜 E．公式只適用于氫原子光譜的分析 【解析】　此公式是巴耳末在研究氫原子光譜在可見光區(qū)的四條譜線中得到的，只適用于氫原子光譜的分析，A、E對，D錯(cuò)；公式中n只能取大于等于3的整數(shù)，λ不能連續(xù)取值．故氫原子光譜是線狀譜，B錯(cuò)，C對． 【答案】　ACE 5．如圖331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________元素． 圖331 【解析】　將a、b、c、d四種元素的線狀譜與乙圖對照，可知礦物中缺少b、d元素． 【答案】　b、d 6．同一元素的明線光譜的明線與吸收光譜的暗線是________． 【解析】　實(shí)驗(yàn)表明各種元素的吸收光譜中的每一條暗線都跟這種原子的明線光譜中的一條明線相對應(yīng)． 【答案】　相對應(yīng)的 7．氫原子光譜巴耳末系最短波長與最長波長之比是多少？ 【解析】　由巴耳末公式＝R(－)，n＝3,4,5…得 當(dāng)n＝∞時(shí)，最小波長＝R ① 當(dāng)n＝3時(shí)， 最大波長＝R(－) ② 由①②得＝. 【答案】　 [能力提升] 8．氫原子光譜在巴耳末系中最長波長的光子能量是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78220037】 【解析】　當(dāng)n＝3時(shí)，對應(yīng)的波長最長，代入巴耳末公式有： ＝1.10107(－) 解之得λ1≈6.510－7 m 光子能量為ε1＝hν＝h＝ J＝3.0610－19 J. 【答案】　3.0610－19 J 9．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＝________. 【解析】　由＝R(－)得：當(dāng)n＝3時(shí)，波長最長，＝R(－)，當(dāng)n＝4時(shí)，波長次之，＝R(－)，解得＝，由E＝h得：＝＝. 【答案】　 10．在氫原子光譜的紫外區(qū)的譜線系中有多條譜線，試?yán)萌R曼系的公式＝R(－)，n＝2,3,4…，計(jì)算紫外線的最長波和最短波的波長. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78220038】 【解析】　根據(jù)萊曼系波長倒數(shù)公式： ＝R，n＝2,3,4… 可得λ＝，n＝2,3,4… 當(dāng)n＝2時(shí)波長最長，其值為 λ＝＝＝m＝1.2210－7 m. 當(dāng)n＝∞時(shí)，波長最短，其值為 λ＝＝＝ m＝9.1210－8 m. 【答案】　1.2210－7 m　9.1210－8 m 11．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＝1.10107 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(shí)，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(shí)，傳播頻率為多大？ 【解析】　(1)帕邢系公式＝R(－)，當(dāng)n＝6時(shí)，得λ＝1.0910－6 m. (2)帕邢系形成的譜線在紅外線區(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＝3108 m/s，由v＝＝λν，得ν＝＝＝ Hz＝2.751014 Hz. 【答案】　(1)1.0910－6 m　(2)3108 m/s 2．751014 Hz