課后作業(yè)4一氫原子光譜和玻爾的原子模型(2019人教版選擇性必修第三冊(cè))

課后作業(yè)(四)氫原子光譜和玻爾的原子模型1．關(guān)于原子光譜，下列說法中不正確的是()A．原子光譜是不連續(xù)的B．由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的C．由于各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D．分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素解析原子光譜為線狀譜，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯(cuò)，C對(duì)；據(jù)各種原子的特征譜線進(jìn)行光譜分析可鑒別物質(zhì)組成．由此知A、C、D說法正確，B說法錯(cuò)誤．答案B2．關(guān)于光譜，下列說法正確的是()A．一切光源發(fā)出的光譜都是連續(xù)譜B．一切光源發(fā)出的光譜都是線狀譜C．稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜D．作光譜分析時(shí)，利用連續(xù)譜和線狀譜都可以鑒別物質(zhì)以確定物質(zhì)的化學(xué)組成解析不同光源發(fā)出的光譜有連續(xù)譜，也有線狀譜，故A、B錯(cuò)誤；稀薄氣體發(fā)出的光譜是線狀譜，C正確；線狀譜和吸收光譜可以進(jìn)行光譜分析，D錯(cuò)誤．答案C3．下列說法不正確的是()A．巴耳末系光譜線的條數(shù)只有4條B．巴耳末系光譜線有無(wú)數(shù)條C．巴耳末系中既有可見光，又有紫外光D．巴耳末系在可見光范圍內(nèi)只有4條解析巴耳末系的光譜線有無(wú)數(shù)條，但在可見光區(qū)域只有4條光譜線，故B、C、D正確，A錯(cuò)誤．答案A4．氫原子光譜的巴耳末系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光波的光子能量為E1，其次為E2，則eq\f(E1,E2)為()A.eq\f(20,27)B.eq\f(27,20)C.eq\f(2,3)D.eq\f(3,2)解析由eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))得：當(dāng)n＝3時(shí)，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，eq\f(1,λ1)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32)))，當(dāng)n＝4時(shí)，波長(zhǎng)次之，eq\f(1,λ2)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,42)))，解得eq\f(λ1,λ2)＝eq\f(27,20)，由E＝heq\f(c,λ)得eq\f(E1,E2)＝eq\f(λ2,λ1)＝eq\f(20,27).答案A5．下列對(duì)氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律的認(rèn)識(shí)中，正確的是()A．雖然氫原子核外只有一個(gè)電子，但氫原子也能產(chǎn)生多種波長(zhǎng)的光B．氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列波長(zhǎng)不連續(xù)的譜線C．氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列亮度不連續(xù)的譜線D．氫原子產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)大小與氫氣放電管放電強(qiáng)弱有關(guān)解析氫原子光譜是線狀譜，波長(zhǎng)是一系列不連續(xù)的、分立的特征譜線，并不是只含有一種波長(zhǎng)的光，不是亮度不連續(xù)的譜線，A、B對(duì)，C錯(cuò)；氫原子光譜是氫原子的特征譜線，只要是氫原子發(fā)出的光的光譜就相同，與放電管的放電強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，D錯(cuò)．答案AB6．下列關(guān)于特征譜線的幾種說法，正確的是()A．線狀譜中的亮線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線B．線狀譜中的亮線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線C．線狀譜中的亮線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線D．同一元素的線狀譜的亮線與吸收光譜的暗線是相對(duì)應(yīng)的解析線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線均為特征譜線，并且實(shí)驗(yàn)表明同一元素吸收光譜中的暗線都跟它的線狀譜中的亮線相對(duì)應(yīng)，所以A、D是正確的．答案AD7．關(guān)于太陽(yáng)光譜，下列說法正確的是()A．太陽(yáng)光譜是吸收光譜B．太陽(yáng)光譜中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的C．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析太陽(yáng)的物質(zhì)組成D．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析地球大氣層中含有哪些元素解析太陽(yáng)是高溫物體，它發(fā)出的白光通過溫度較低的太陽(yáng)大氣層時(shí)，某些特定頻率的光會(huì)被太陽(yáng)大氣層中的某些元素的原子吸收，我們觀察到的太陽(yáng)光譜是吸收光譜，選項(xiàng)A、B正確；分析太陽(yáng)的吸收光譜，可知太陽(yáng)大氣層的物質(zhì)組成，而某種物質(zhì)要觀測(cè)到它的吸收光譜，要求它的溫度不能太低，也不能太高，否則會(huì)直接發(fā)光，由于地球大氣層的溫度很低，太陽(yáng)光通過地球大氣層時(shí)不會(huì)被地球大氣層中的物質(zhì)原子吸收，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案AB8．如圖甲所示，是a、b、c、d四種元素的線狀譜，圖乙是某礦物的線狀譜，通過光譜分析可以確定該礦物中缺乏的是()A．a(chǎn)元素B．b元素C．c元素D．d元素解析將甲中的線狀譜與乙中的譜線相對(duì)照．答案BD9．在氫原子能級(jí)圖中，橫線間的距離越大，代表氫原子能級(jí)差越大，下列能級(jí)圖中，能形象表示氫原子最低的四個(gè)能級(jí)的是()解析由氫原子能級(jí)圖可知，量子數(shù)n越大，能級(jí)越密，所以C對(duì)．答案C10．一個(gè)氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量減少解析氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出光子，能量減少，故選項(xiàng)B正確．答案B11．一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài)，它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程中()A．可能吸收一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條暗線B．可能發(fā)出一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條亮線C．只吸收頻率一定的光子，形成光譜中的一條暗線D．只發(fā)出頻率一定的光子，形成光譜中的一條亮線解析當(dāng)原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，原子將發(fā)出光子，由于不只是兩個(gè)特定能級(jí)之間的躍遷，所以它可以發(fā)出一系列頻率的光子，形成光譜中的若干條亮線．答案B12．汞原子的能級(jí)圖如圖所示，現(xiàn)讓一束光子能量為8.8eV的單色光照射到大量處于基態(tài)(能級(jí)數(shù)n＝1)的汞原子上，能發(fā)出6種不同頻率的色光．下列說法中正確的是()A．最長(zhǎng)波長(zhǎng)光子的能量為1.1eVB．最長(zhǎng)波長(zhǎng)光子的能量為2.8eVC．最大頻率光子的能量為2.8eVD．最大頻率光子的能量為4.9eV解析由題意知，吸收光子后汞原子處于n＝4的能級(jí)，向低能級(jí)躍遷時(shí)，最大頻率的光子能量為(－1.6＋10.4)eV＝8.8eV，最大波長(zhǎng)(即最小頻率)的光子能量為(－1.6＋2.7)eV＝1.1eV，故A正確．答案A13．μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且頻率依次增大，則E等于()A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3 D．hν4解析μ氫原子吸收光子后，能發(fā)出六種頻率的光，說明μ氫原子是從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，則吸收的光子的能量為ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好對(duì)應(yīng)著頻率為ν3的光子，故光子的能量為hν3.答案C14．氫原子處于量子數(shù)n＝3的狀態(tài)時(shí)，要使它的核外電子成為自由電子，吸收的光子能量可能是()A．13.6eV B．3.5eVC．15.1eV D．0.54eV解析只要被吸收的光子能量大于或等于n＝3激發(fā)態(tài)所需的電離能1.51eV即可，多余能量作為電離后自由電子的動(dòng)能．答案ABC15．試計(jì)算氫原子光譜中巴耳末系的最長(zhǎng)波和最短波的波長(zhǎng)各是多少？(保留三位有效數(shù)字)解析根據(jù)巴耳末公式：eq\f(1,λ)＝Req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2)))，n＝3,4,5，…可得λ＝eq\f(1,R\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,n2))))，當(dāng)n＝3時(shí)，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，其值為λ1＝eq\f(1,R\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－\f(1,32))))＝eq\f(1,\f(5,36)R)＝eq\f(1,\f(5,36)×1.10×107)m≈6.55×10－7m，當(dāng)n＝∞時(shí)，波長(zhǎng)最短，其值為λ2＝eq\f(1,R\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,22)－0)))＝eq\f(4,R)＝eq\f(4,1.10×107)m≈3.64×10－7m.答案6.55×10－17m3.64×10－7m16．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eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))，n＝4,5,6，…，R＝1.10×107m－1.若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域，試求：(1)當(dāng)n＝7時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多大？n＝7時(shí)，傳播頻率為多大？解析(1)由帕邢系的公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,32)－eq\f(1,n2))，當(dāng)