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人教版高中物理选修3-5 第18章《原子结构》同步测试试题（含答案解析）本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
) 1．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是()A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：A项是对该实验现象的正确描述，正确；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错；C项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D错。
答案：A、C2．关于太阳光谱，下列说法正确的是()A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线，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C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素解析：太阳光谱是吸收光谱。
因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中某些元素的原子吸收，因此我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收。
3氢原子光谱记一记氢原子光谱知识体系1个公式——巴耳末公式2种谱线——线状谱、连续谱1个实验规律——氢原子光谱实验规律辨一辨1.各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率．(√)2．可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．(√) 3．光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径．(×)4．稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光．(√) 5．巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数．(×)想一想1.什么是光谱？研究光谱对了解原子结构有什么作用？提示：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长和强度分布记录．许多情况下光是由原子内部电子运动产生的，因此光研究是探索原子结构的一条重要途径．2．经典理论在解释氢原子光谱时遇到了什么困难？提示：经典物理学无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征．3．仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？提示：氢原子光谱从左向右谱线间的距离越来越大．氢原子光谱的谱线波长符合巴耳末公式．思考感悟：练一练1.(多选)下列物质中产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛D．极光解析：炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱，发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱，选项B、D正确．答案：BD2．关于光谱，下列说法正确的是()A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．作光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：不同光源发出的光谱有连续谱，也有线状谱，故A、B 错误；稀薄气体发出的光谱是线状谱，C正确；只有应用线状谱才可以进行光谱分析，D错误．答案：C3．(多选)要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是() A．使固体钠在空气中燃烧B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气解析：炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A错误；稀薄气体发光产生线状谱，B正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D错误．答案：BC4．根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)讨论，随着n的增大，氢原子所发出的光的波长如何变化？光子的能量如何变化？解析：随着n的增大，由巴耳末公式可得波长越小，再由波长与频率的关系，频率与光子能量的关系，可得随着n的增大，光子的能量越大．答案：见解析要点一对光谱和光谱分析的理解1.(多选)关于光谱，下列说法正确的是()A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一定是连续谱C．线状谱和吸收光谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱解析：炽热的液体发射的光谱为连续谱，选项A正确．发射光谱可以是连续谱也可以是线状谱，选项B错误．线状谱和吸收光谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，选项C 正确．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱，选项D正确．答案：ACD2．下列说法正确的是()A．线状谱中的亮线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线B．各种原子的线状谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了甲物质的吸收光谱解析：吸收光谱中的暗线和线状谱中的明线相对应，都是特征谱线，但通常吸收光谱中的暗线要比线状光谱中的明线少，所以A正确，B错误；气体发光，若为高压气体则产生连续谱，若为稀薄气体则产生线状谱，所以C错误；甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱，所以D错误，综上所述，应选A.答案：A3．[2019·江苏期末](多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A．线状谱和吸收光谱可用于光谱分析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．发射光谱可以用来鉴别物质中含哪些元素解析：线状谱和吸收光谱都含有原子的特征谱线，因此可用于光谱分析，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；发射光谱分为线状谱和连续谱，对线状谱进行光谱分析可鉴别物质组成，连续谱不能用于光谱分析，D错误．答案：AC4．(多选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱() A．按光的波长顺序排列B．按光的频率顺序排列C．按光子质量的大小排列D．按光子能量的大小排列解析：由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A、B正确；光子没有质量，故C错误；由爱因斯坦的光子说可知，光子的能量与光子频率相对应，D正确．答案：ABD要点二氢原子光谱的规律应用5.[2019·通州月考]氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的波长为λ1，波长次之为λ2，则λ1λ2为()A.2027 B.2720C.23 D.32解析：由1λ＝R(122－1n2)得：当n＝3时，波长最长，1λ1＝R(122－132)．当n＝4时，波长次之，1λ2＝R(122－142)，解得λ1λ2＝2720.答案：B6．(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是()A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的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只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱解析：此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A对，D错；公式中n只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对．答案：AC7．[2019·湛江检测]如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素解析：把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的谱线在该线状谱中不存在，故选项B正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中缺少该元素．答案：B8．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱巴耳末线系的最长波长和最短波长所对应的n，并计算其波长．解析：对应的n越小，波长越长，故当n＝3时，氢原子发光所对应的波长最长．当n＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m－1解得λ1＝6.55×10－7 m.当n＝∞时，波长最短，1λ2＝R(122－1n2)＝R×14，λ2＝4R＝41.1×107m＝3.64×10－7 m.答案：当n＝3时，波长最长为6.55×10－7 m 当n＝∞时，波长最短为3.64×10－7 m基础达标1.白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱解析：白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出光，是连续光谱．A正确，B、C、D错误．答案：A2．[2019·万州检测](多选)对于光谱，下面的说法中正确的是()A．连续光谱和线状光谱都是发射光谱B．线状谱由不连续的若干波长的光组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱解析：吸收光谱也是线状谱，原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少，发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错；B项是线状谱的特征，故B正确；太阳周围的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是线状谱，故D对，C错．答案：BD3．(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是() A．光谱包括连续谱和线状谱B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C．线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素解析：光谱包括连续谱和线状谱，线状谱可用作光谱分析，太阳光谱是吸收光谱，光谱分析可以发现新元素和鉴定物质成分．故正确答案为A、C、D.答案：ACD4．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为()A.59 B.49C.79 D.29解析：由巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，n＝3,4,5，…当n＝∞时，最小波长1λ1＝R 122，当n＝3时，最大波长1λ2＝R(122－132)，得λ1λ2＝59，选项A正确．答案：A5．(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是()A．经典电磁理论可以解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，最后被吸附到原子核上C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D．对氢原子光谱的分析彻底否定了经典电磁理论解析：根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断地释放能量，最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．对氢原子光谱的分析只是证明经典电磁理论不适用于对微观现象的解释，并没有完全否定经典电磁理论．综上，选项B、C正确．答案：BC6．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线是由于()A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素解析：太阳光谱中的暗线是由于太阳内部发出的强光经过温度较低的太阳大气层时产生的，表明太阳大气层中含有与这些特征谱线相对应的元素，故选项C正确．答案：C7．[2019·河南周口月考]下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光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解析：氢原子发射的光的波长取决于光子的能量E，由于氢原子发射的光子的能量E＝E n－E m(下一节将学到)，所以发射的光子的能量是不连续的，故氢原子只能产生特定波长的光，即氢原子产生的光谱是一系列不连续的谱线，故A、D错误，B正确．光谱是不连续的，与亮度无关，故C错误．答案：B8．(多选)关于巴耳末公式，下列说法正确的是()A．巴耳末依据原子的核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子光谱在可见光区的实际情况，其波长的分立值并不是人为规定的解析：巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的4条谱线分析总结出来的巴耳末公式，并不是依据原子的核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只发出若干特定频率的光，由此可知C、D正确．答案：CD9．[2019·湖南岳阳模拟]关于巴耳末公式：1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，理解正确的是()A．式中n只能取整数，R称为巴耳末常量B．巴耳末系的4条谱线位于红外区C．在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短D．巴耳末系的4条谱线是氢原子从n＝2的能级向n＝3、4、5、6能级跃迁时辐射产生的解析：巴耳末公式中n为量子数，不可以取任意值，只能取整数，且n≥3，式中R叫做里德伯常量，故A错误；巴耳末系的4条谱线位于可见光区，故B错误；根据巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)，可知n值越大，对应的波长λ越短，故C正确；公式只适用于氢原子从n≥3的能级向n＝2的能级跃迁时发出的光谱，故D错误．答案：C10．(多选)下列关于特征谱线的几种说法，正确的有()A．明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线B．明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线C．明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线D．同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的E．每种原子都有自己的特征谱线，可以用其来鉴别物质解析：明线光谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，并且实验表明各种元素吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的明线光谱中的一条明线相对应，A 、D 正确，每种原子都有自己的特征谱线，可以用其来鉴别物质，E 正确．答案：ADE能力达标11.可见光的波长范围为400～700 nm ，根据巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，当n 取何值时氢原子所发出的光用肉眼能直接观察到？(R ＝1.10×107 m －1)解析：把波长等于400 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝6.7，把波长等于700 nm ，代入巴耳末公式可得，n ＝2.9，而n 只能取整数，所以n ＝3,4,5,6时氢原子发出的光用肉眼直接观察的到．答案：3,4,5,612．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n 2)(n ＝4,5,6，…)，R ＝1.10×107 m－1.已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域．(1)n ＝6时，对应的波长为多少？(2)帕邢系的氢原子光谱谱线对应的波在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？解析：(1)根据帕邢系公式1λ＝R (132－1n 2)当n ＝6时，有λ≈1.09×10－6 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，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/sν＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ≈2.75×1014 Hz. 答案：(1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz13．在可见光范围内氢原子发光的波长最长的2条谱线所对应的n .(1)它们的波长各是多少？(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？(3)氢原子光谱有什么特点？解析：(1)设当n＝3,4时，氢原子发光所对应的波长分别为λ1、λ2，由巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5…)知当n＝3时，1λ1＝1.10×107×(122－132) m－1，解得λ1＝6.5×10－7 m当n＝4时，1λ2＝1.10×107×(122－142) m－1，解得λ2＝4.8×10－7 m.(2)当n＝3时，对应着氢原子巴耳末系中的波长最长，即为λ1，因此ε1＝h cλ1＝6.63×10－34×3×1086.5×10－7J＝3.06×10－19 J.(3)除巴耳末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式，即1λ＝R(1a2－1n2)，其中a分别为1,3,4…对应不同的线系，由此可知氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱．答案：(1)6.5×10－7 m 4.8×10－7 m(2)3.06×10－19 J(3)由一系列线系组成的不连续的线状谱。
人教版选修3-5高三（上）第十八章3.氢原子光谱课后作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法中正确的是（ ）A ．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B ．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C ．气体发出的光只能产生明线光谱D ．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱2．关于光谱，下列说法正确的是( )A ．一切光源发出的光谱都是连续谱B ．一切光源发出的光谱都是线状谱C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成二、多选题3．要得到钠元素的特证谱线，下列做法正确的是( )A ．使固体钠在空气中燃烧B ．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C ．使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D ．使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气4．关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是（ ） A ．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B ．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C ．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D ．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论三、解答题5．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系，帕邢系等，其中赖曼系的表达式为221111R n λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，求赖曼系中波长最长的波对应的频率． 6．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线H α的波长为6565A 。
（1）试推算里德伯常量的值。
（2）利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量。
（10）1A=10m参考答案1．A【解析】【详解】炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，选项A正确；通常吸收光谱中得暗线要比对应得明显光谱少一些，并不是一一对应，选项B错误；由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱．故C错误．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱．故D错误．故选A.点睛：本题关键要掌握光谱的种类及各种光谱产生的条件，容易出错的是D项，得到的应是乙物体的吸收光谱，通过分析此光谱可知道乙物质的成分．2．C【解析】试题分析：炽热固体发出的是连续谱，稀薄气体发光产生线状谱，所以并不是所有的光源发出的光谱都是连续光谱或线状谱，线状谱和暗线谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，故只有C对。
《原子结构》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
)1．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是()A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：A项是对该实验现象的正确描述，正确；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错；C项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D错。
答案：A、C2．关于太阳光谱，下列说法正确的是()A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线，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C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素解析：太阳光谱是吸收光谱。
因为太阳是一个高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，会被太阳大气层中某些元素的原子吸收，因此我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，所以分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，而某种物质要观察到它的吸收光谱，要求它的温度不能太低，但也不能太高，否则会直接发光，由于地球大气层的温度很低，所以太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收。
故选A、B。
答案：A、B3．有关氢原子光谱的说法正确的是( )A ．氢原子的发射光谱是连续谱B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D ．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关解析：氢原子的发射光谱是不连续的，只能发出特定频率的光，说明氢原子的能级是分立的，选项B 、C 正确，根据玻尔理论可知，选项D 错误。
第十八章第三节氢原子光谱基础夯实一、选择题(1～3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( A )A．解释了α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解析：通过α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( C )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．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5…)，对此，下列说法正确的是( C )A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的解析：巴耳末公式是依据对氢光谱的分析得出的，而不是依据核式结构总结出的，A错、C对；巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，此公式反映出氢原子发光是不连续的，B 、D 错。
4．关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是( BC )A ．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B ．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C ．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D ．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论解析： 根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的。
高中物理人教版选修3选修3-5第十八章第3节氢原子光谱同步练习（I）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共8题；共16分)1. （2分） (2019高一下·宜昌月考) 处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射被称为受激辐射。
原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。
发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化情况是（）A . En减小、Ep增大、Ek减小B . En减小、Ep减小、Ek增大C . En增大、Ep减小、Ek减小D . En增大、Ep增大、Ek增大2. （2分） (2017·贵港模拟) 下列说法中正确的是（）A . 钍的半衰期为24天．1g钍90234Th经过120天后还剩0.2g钍B . 一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C . 放射性同位素90234Th经α、β衰变会生成86220Rn，其中经过了3次α衰变和2次β衰变D . 大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子3. （2分）(2017·临川模拟) 已知氢原子的基态能量为E1 ，激发态能量为En= ，其中n=2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做，n=3，4，5，…．式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R可以表示为（）A .B .C .D .4. （2分） (2017高二下·钦州港期中) 一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁至另一半径为rb的轨道，已知ra＞rb ，则在此过程中（）A . 原子发出一系列频率的光子B . 原子要吸收一系列频率的光子C . 原子要吸收某一频率的光子D . 原子要辐射某一频率的光子5. （2分）光谱分析所用的光谱不正确的说法是（）A . 发射光谱B . 线状光谱C . 太阳光谱D . 以上都不可以6. （2分）(2016·枣庄模拟) 下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A . γ射线是高速运动的电子流B . 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C . 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D . Bi的半衰期是5天，100克 Bi经过10天后还剩下50克7. （2分） (2017高二下·宝鸡期末) 如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（）A . 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长短B . 处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的C . 从低能级向高能级跃迁时，氢原子向外辐射能量D . 一个氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时总共可辐射出6种不同频率的光8. （2分） (2017高三上·湖南开学考) 光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6、ν7、ν8、ν9、ν10、的十种光谱线，且ν1＜ν2＜ν3＜ν4＜ν5＜ν6＜ν7＜ν8＜ν9＜ν10 ，已知朗克常量为h，则E等于（）A . hν1B . hν10C . h（ν10﹣ν1）D . hν3二、填空题 (共2题；共2分)9. （1分） (2017高二下·庆城期末) 随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是（选填选项前的编号）________．①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构②天然放射现象表明原子核内部有电子③半衰期与原子所处的化学状态无关④氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从 n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长．10. （1分）氢原子第n能级的能量为 ,其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为ν1;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为ν2,则 ________．三、计算题 (共2题；共10分)11. （5分） (2017高二下·桃江期中) 已知氢原子在基态时能级值E1=﹣13.6eV，氢原子光谱中除巴尔末系以外，还有赖曼系赖、帕刑系、布喇开系、普丰德系、哈弗莱系．其中赖曼系是指所氢原子从高能级的激发态跃迁至基态时的一组谱线．求赖曼系中能量最大的光子和能量最小的光子的波长各是多少？12. （5分）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱。
训练3 氢原子光谱[概念规律题组]1．白炽灯发光产生的光谱是( ) A．连续谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱2．下列关于光谱的说法正确的是( ) A．炽热固体、液体和高压气体发出的光生成连续谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．太阳光谱与白炽灯光谱都是线状谱B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分4．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( ) A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素[方法技巧题组]5．关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是( )A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的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．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱6．对于光谱，下列说法中正确的是( ) A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱7．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( ) A．线状谱B．连续谱C．吸收光谱D．发射光谱8．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱B．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱C．做光谱分析时既可以用发射光谱，也可以用吸收光谱D．同一种物质的线状谱和吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系[创新应用题组]9．如图1甲所示，是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )图1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素10．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的________光谱(填“线状”或“吸收”)．答案1．A 2．AB 3．BC 4．C 5．AC 6．B 7．B 8.C 9．BD 10．线状。
第3节氢原子光谱 1．光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(或频率)和强度分布的记录。 2．线状谱：光谱是一条条的亮线。 3．连读谱：光谱为连在一起的光带。 4．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，这些亮线称为原子的特征谱线。
5．巴耳末公式：1λ＝R122－1n2 n＝3,4,5，„
一、光谱 1．定义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。 2．分类 (1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱。 (2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱。 3．特征谱线 各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线。 4．光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10_g时就可 以被检测到。 二、氢原子光谱的实验规律 1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。
2．巴耳末公式：1λ＝R122－1n2。(n＝3,4,5„) 3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征。 三、经典理论的困难 1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。 2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。
1．自主思考——判一判 (1)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几个特定的频率。(√) (2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分。(√) (3)光是由原子核内部的电子运动产生的，光谱研究是探索原子核内部结构的一条重要途径。(×) (4)稀薄气体的分子在强电场的作用下会变成导体并发光。(√) (5)巴耳末公式中的n既可以取整数也可以取小数。(×) 2．合作探究——议一议 利用白炽灯的光谱，能否检测出灯丝的成分？ 提示：不能，白炽灯的光谱是连续谱，不是原子的特征谱线，因而无法检测出灯丝的成分。
对光谱和光谱分析的理解 1．光谱的分类 (1)发射光谱：物质发光直接获得的光谱，分为连续光谱和线状光谱(或原子光谱)。 (2)吸收光谱：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱。 2．太阳光谱 (1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱。 (2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线。 3．光谱分析 (1)优点：灵敏度高，分析物质的最低量达10－10g。 (2)应用。 ①应用光谱分析发现新元素； ②鉴别物体的物质成分：研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素； ③应用光谱分析鉴定食品优劣。
[典例] (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，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或霓虹灯产生的光谱都是线状谱 C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱 D．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分 [审题指导] (1)光谱分析应当使用线状谱或吸收光谱，不能使用连续光谱。 (2)月球反射光的光谱反映的是发光物——太阳的物质组成。 [解析] 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B正确。 [答案] BC
三种光谱的比较： 产生条件 光谱形式 应用
线状 光谱 稀薄气体发光形成的光谱
一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同(又叫特征光谱) 可用于
光谱分 析 连续 光谱 炽热的固体、液体和高压气体发光形成的 连续分布，一切波长的光都有 不能用于光谱分析
吸收 光谱 炽热的白光通过温度较白光低的气体后，再色散形成的 用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线(与特征谱线相对应)
可用于 光谱分 析
1．关于光谱，下列说法正确的是( ) A．一切光源发出的光谱都是连续谱 B．一切光源发出的光谱都是线状谱 C. 稀薄气体发出的光谱是线状谱 D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分 解析：选C 物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A、B错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D错。 2．月亮的光通过分光镜所得到的光谱是( ) A．连续光谱 B．吸收光谱 C．明线光谱 D．原子光谱 解析：选B 月亮是反射太阳光，而太阳光谱为吸收光谱，所以选项B 正确。 3．太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( ) A．太阳表面大气层中缺少相应的元素 B．太阳内部缺少相应的元素 C．太阳表面大气层中存在着相应的元素 D．太阳内部存在着相应的元素 解析：选C 吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的。太阳光的吸收光谱应是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时某些波长的光被太阳大气层的元素原子吸收而产生的。 氢原子光谱的规律及应用
1．氢原子光谱的特点 在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。 2．巴耳末公式 (1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：1λ＝R122－1n2(n＝3,4,5„)，该公式称为巴耳末公式。 (2)公式中只能取n ≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值。 3．其他谱线 除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
[典例] 巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R122－1n2(n＝3,4,5„)，对此，下列说法正确的是( ) A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式 D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 [解析] 巴耳末公式是依据对氢光谱的分析得出的，而不是依据核式结构总结出的，A 错、C 对；巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，此公式反映出氢原子发光是不连续的，B、D错。 [答案] C
(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子。 (2)公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分立的值。 (3)公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出来的，在紫外区的谱线也适用。
1．巴耳末公式简洁显示了氢原子光谱的( ) A．分立特征 B．连续特征 C．既连续又分立 D．既不连续又不分立 解析：选A 巴耳末公式中的n只能取整数，得到的波长是一些分立的值。
2．(多选)关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5„)的理解，正确的是( ) 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 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 解析：选AC 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。 3．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为ε1，其次为ε2，则ε1ε2为( )
A.2027 B.2720 C.23 D.32 解析：选A 由1λ＝R122－1n2得，当n＝3时，波长最长，1λ1＝R122－132，当n＝4时，波长次之，1λ2＝R122－142，解得λ1λ2＝2720，由ε＝hcλ得，ε1ε2＝2027，选项A 正确。
1．白炽灯发光产生的光谱是( ) A．连续光谱 B．明线光谱 C．原子光谱 D．吸收光谱 解析：选A 白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出光，是连续光谱。A 正确，B、C、D 错误。 2．(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是( ) A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子的发射光谱是线状谱 C．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 D．氢原子光谱线的频率都相同 解析：选BC 氢原子的发射光谱是线状谱，说明氢原子只能发出特定频率的光，但所有谱线的频率各不相同，A、D错误，B、C正确，故本题选B、C。 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不同 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 解析：选C 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、物质不同而改变，C正确。 4.如图1甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )
