高中物理 第十八章 第3節(jié)氫原子光譜課下作業(yè)綜合提升 選修

PAGEPAGE3【創(chuàng)新方案】2014高中物理第十八章第3節(jié)氫原子光譜課下作業(yè)綜合提升新人教版選修3-51．白光通過(guò)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)光譜，下列說(shuō)法不正確的是()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(duì)各種顏色光的偏折不同D．發(fā)光物體發(fā)出了在可見(jiàn)光區(qū)的各種頻率的光解析：白光通過(guò)棱鏡使各種顏色的光落在屏上的不同位置，說(shuō)明棱鏡對(duì)各種顏色的光偏折不同，形成的連續(xù)光譜按波長(zhǎng)(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(zhǎng)(或頻率)決定，并非棱鏡增加了顏色，即B、C、D正確，故選A。答案：A2．關(guān)于光譜，下列說(shuō)法正確的是()A．大量原子發(fā)出的光譜是連續(xù)譜，少量原子發(fā)出的光是線狀譜B．線狀譜由不連續(xù)的若干波長(zhǎng)的光組成C．作光譜分析時(shí)只能用發(fā)射光譜，不能用吸收光譜D．作光譜分析時(shí)只能用吸收光譜，不能用發(fā)射光譜解析：原子發(fā)出的光譜是特征光譜，是線狀譜，A錯(cuò)；線狀譜只包含對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的若干光，B對(duì)；作光譜分析一定要用線狀譜，既可以是發(fā)射光譜也可以是吸收光譜，C、D錯(cuò)。答案：B3．對(duì)于巴耳末公式，下列說(shuō)法正確的是()A．所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng)B．巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光的可見(jiàn)光部分的光的波長(zhǎng)C．巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光的一個(gè)線系的波長(zhǎng)，其中既有可見(jiàn)光，又有紫外光D．巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng)解析：巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，不能描述氫原子發(fā)出的各種波長(zhǎng)，也不能描述其他原子的發(fā)光，A、D錯(cuò)誤；巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)已知的可見(jiàn)光中的部分譜線總結(jié)出來(lái)的，但它適用于整個(gè)巴耳末線系，該線系包括可見(jiàn)光和紫外光，B錯(cuò)誤，C正確。答案：C4．以下論斷中正確的是()A．按經(jīng)典電磁理論，核外電子受原子核庫(kù)侖引力，不能靜止只能繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，電子繞核加速運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷地向外輻射電磁波B．按經(jīng)典理論，繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的電子不斷向外輻射能量，電子將逐漸接近原子核，最后落入原子核內(nèi)C．按照盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)理論，原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)，原子是不穩(wěn)定的，說(shuō)明該理論不正確D．經(jīng)典電磁理論可以很好地應(yīng)用于宏觀物體，但不能用于解釋原子世界的現(xiàn)象解析：盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)沒(méi)有問(wèn)題，主要問(wèn)題出在經(jīng)典電磁理論不能用來(lái)解釋原子世界的現(xiàn)象。答案：ABD5．根據(jù)光譜的特征譜線，可以確定物質(zhì)的化學(xué)組成和鑒別物質(zhì)，以下說(shuō)法正確的是()A．線狀譜中的明線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線B．線狀譜中的明線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線C．線狀譜中的明線與吸收光譜中的暗線都是特征譜線D．同一元素的線狀譜的明線與吸收光譜中的暗線都是一一對(duì)應(yīng)的解析：根據(jù)光譜理論知，明線光譜與吸收光譜都能表示元素的特點(diǎn)，都是元素的特征譜線，而同一元素的線狀譜與吸收光譜都是一一對(duì)應(yīng)的，因此C、D正確。答案：CD6．巴耳末系譜線波長(zhǎng)滿(mǎn)足巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，式中n＝3,4,5…在氫原子光譜可見(jiàn)光區(qū)，最長(zhǎng)波長(zhǎng)與最短波長(zhǎng)之比為_(kāi)_______。解析：巴耳末系的前四條譜線在可見(jiàn)光區(qū)，n的取值分別為3、4、5、6。n越小，λ越大，故n＝3時(shí)波長(zhǎng)最大，λmax＝eq\f(36,5R)；n＝6時(shí)波長(zhǎng)最小，λmin＝eq\f(36,8R)，故eq\f(λmax,λmin)＝eq\f(8,5)。答案：eq\f(8,5)7．氫原子光譜除了巴耳末系外，還有賴(lài)曼系，帕邢系等，其中賴(lài)曼系的表達(dá)式為eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,12)－eq\f(1,n2))，則賴(lài)曼系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的波對(duì)應(yīng)的頻率為_(kāi)_______Hz。解析：對(duì)于賴(lài)曼系，當(dāng)n＝2時(shí)對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)eq\f(1,λ1)＝R(eq\f(1,12)－eq\f(1,22))＝eq\f(3,4)R波長(zhǎng)λ1的光對(duì)應(yīng)的頻率為ν1＝eq\f(c,λ1)＝eq\f(3,4)Rc＝eq\f(3,4)×1.10×107×3×108Hz＝2.475×1015Hz。答案：2.475×10158．如圖1所示，圖甲是a、b、c、d四種元素的線狀譜，圖乙是某礦物的線狀譜，通過(guò)光譜分析可以了解該礦物中缺乏的是________。解析：將圖甲中的a、b、c、d與圖乙對(duì)比可以看出，a、c中的亮條紋在圖乙中已出現(xiàn)，而b、d中的亮條紋在圖乙中未出現(xiàn)，故該礦物質(zhì)中缺乏b、d兩種元素。 圖1答案：b元素和d元素9．在可見(jiàn)光范圍內(nèi)氫原子發(fā)光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)的2條譜線所對(duì)應(yīng)的n，求：(1)它們的波長(zhǎng)各是多少？[(2)其中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)的光子能量是多少？(3)氫原子光譜有什么特點(diǎn)？解析：(1)設(shè)當(dāng)n＝3,4時(shí)，氫原子發(fā)光所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)分別為λ1，λ2，由巴耳末公式eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))，(n＝3,4,5，…)知。當(dāng)n＝3時(shí)，eq\f(1,λ1)＝1.10×107×(eq\f(1,22)－eq\f(1,32))m－1，解得λ1＝6.5×10－7m。當(dāng)n＝4時(shí)，eq\f(1,λ2)＝1.10×107×(eq\f(1,22)－eq\f(1,42))m－1，解得λ2＝4.8×10－7m。(2)n＝3時(shí)，對(duì)應(yīng)著氫原子巴耳末系中的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，即為λ1，因此ε1＝heq\f(c,λ1)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,6.5×10－7)J＝3.06×10－19J。(3)除巴耳末系外，在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿(mǎn)足與巴耳末公式類(lèi)似的關(guān)系式，即eq\f(1,λ)＝R(eq\f(1,a2