2019-2020學年高中物理 第十八章 原子結構 1、2 電子的發(fā)現 原子的核式結構模型練習（含解析）新人教版選修3-5

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1、1、2 電子的發(fā)現 原子的核式結構模型 基礎鞏固 1.(多選)關于陰極射線的性質,判斷正確的是(　　) A.陰極射線帶負電 B.陰極射線帶正電 C.陰極射線的比荷比氫原子比荷大 D.陰極射線的比荷比氫原子比荷小 解析通過讓陰極射線在電場、磁場中的偏轉的研究發(fā)現陰極射線帶負電,其比荷比氫原子的比荷大得多,故A、C正確。 答案AC 2.下列關于陰極射線的說法正確的是(　　) A.陰極射線是高速運動的質子流 B.陰極射線是可用人眼直接觀察的 C.陰極射線是電磁波 D.陰極射線是高速運動的電子流 解析陰極射線是高速運動的電子流,A、C錯誤,D正確;陰極射線無法用人眼直接觀察

2、,B錯誤。 答案D 3.陰極射線管中的高電壓的作用(　　) A.使管內氣體電離 B.使管內產生陰極射線 C.使管內障礙物的電勢升高 D.使電子加速 答案D 4.在α粒子散射實驗中,關于選用金箔的原因下列說法不正確的是(　　) A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔 B.金核不帶電 C.金原子核質量大,被α粒子轟擊后不易移動 D.金核半徑大,易形成大角度散射 答案B 5.盧瑟福提出原子的核式結構模型的依據是用α粒子轟擊金箔,實驗中發(fā)現α粒子(　　) A.全部穿過或發(fā)生很小偏轉 B.絕大多數穿過,只有少數發(fā)生較大偏轉,有的甚至被彈回 C.絕大多數發(fā)生很大偏轉,甚

3、至被彈回,只有少數穿過 D.全部發(fā)生很大偏轉 解析盧瑟福的α粒子散射實驗結果是絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進,故選項A錯誤。α粒子被散射時只有少數發(fā)生了較大角度偏轉,并且有極少數α粒子偏轉角超過了90°,有的甚至被彈回,故選項B正確,C、D錯誤。 答案B 6.(多選)在α粒子散射實驗中,某個α粒子跟金箔中的電子相撞,則(　　) A.α粒子的動能幾乎沒有損失 B.α粒子將損失大部分動能 C.α粒子不會發(fā)生顯著的偏轉 D.α粒子將發(fā)生較大角度的偏轉 解析由于電子的質量只有α粒子質量的17 300,α粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一粒灰塵碰撞一樣,動能幾乎沒有損失,A正確

4、,B錯誤。α粒子不會發(fā)生顯著的偏轉,C正確,D錯誤。 答案AC 7. 湯姆孫1897年用陰極射線管測量了電子的比荷(電子電荷量與質量之比),其實驗原理如圖所示。電子流平行于極板射入,當極板P、P'間同時存在勻強電場E和垂直紙面向里的勻強磁場B時,電子流不發(fā)生偏轉;當極板間只存在垂直紙面向里的勻強磁場B時,電子流穿出平行板電容器時的偏轉角θ=115 rad。已知極板長L=3.0×10-2 m,電場強度大小為E=1.5×104 V/m,磁感應強度大小為B=5.0×10-4 T,求電子的比荷。 解析無偏轉時,有eE=evB 只存在磁場時,有evB=mv2r(或r=mveB),由幾何關系

5、得偏轉角很小時,r≈Lsinθ≈Lθ 聯立并代入數據得em=EθB2L≈1.33×1011 C/kg。 答案1.33×1011 C/kg 能力提升 1.(多選)下列說法正確的是(　　) A.電子是原子的組成部分 B.電子電荷的精確測定最早是由湯姆孫通過著名的“油滴實驗”實現的 C.電子電荷量的數值約為1.60×10-19 C　 D.電子質量與電荷量的比值稱為電子的比荷 解析電子的發(fā)現說明原子是可以再分的,電子是原子的組成部分,A正確;電子電荷的精確測定最早是由密立根通過著名的“油滴實驗”實現的,B錯誤;電子電荷量的數值約為1.60×10-19 C,C正確;電子的電荷量與質量的

6、比值稱為電子的比荷,D錯誤。 答案AC 2.(多選)下列關于電子的說法正確的是(　　) A.發(fā)現電子是從研究陰極射線開始的 B.發(fā)現物質中發(fā)出的電子比荷是不同的 C.電子發(fā)現的意義是讓人們認識到原子不是組成物質的最小微粒,原子本身也具有復雜的結構 D.電子是帶正電的,可以在電場和磁場中偏轉 解析發(fā)現電子是從研究陰極射線開始的,A項正確;發(fā)現物質中發(fā)出的電子比荷是相同的,B項錯誤;電子的發(fā)現讓人們認識到原子不是組成物質的最小微粒,原子本身也具有復雜的結構,C項正確;電子是帶負電的,選項D錯誤。 答案AC 3. 在盧瑟福的α粒子散射實驗中,某一α粒子經過某一原子核附近時的運

7、動軌跡如圖中實線所示。圖中P、Q為軌跡上的點,虛線是過P、Q兩點并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域。不考慮其他原子核對該α粒子的作用,那么關于該原子核的位置,下列說法中正確的是(　　) A.可能在①區(qū)域 B.可能在②區(qū)域 C.可能在③區(qū)域 D.可能在④區(qū)域 解析α粒子帶正電,原子核也帶正電,對靠近它的α粒子產生斥力,故原子核不會在④區(qū)域;如原子核在②、③區(qū)域,α粒子會向①區(qū)域偏轉;如原子核在①區(qū)域,可能會出現題圖所示的軌跡,故應選A。 答案A 4.(多選)關于α粒子散射實驗及核式結構模型,下列說法正確的是(　　) A.帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內的不同方向上移動

8、 B.熒光屏上的閃光是散射的α粒子打在熒光屏上形成的 C.熒光屏只有正對α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光 D.使α粒子散射的原因是α粒子與原子核發(fā)生接觸碰撞 解析為觀察α粒子穿過金箔后在各個方向上的散射情況,顯微鏡必須能在水平面內各個方向上移動,故A正確;熒光屏上的閃光是α粒子打在熒光屏上引起的,并且在各個方向上都能觀察到閃光,故B正確,C錯;α粒子散射的原因是α粒子受到原子核的庫侖斥力,D錯。 答案AB 5.α粒子散射實驗中,使α粒子散射的原因是(　　) A.α粒子與原子核外電子碰撞 B.α粒子與原子核發(fā)生接觸碰撞 C.α粒子發(fā)生明顯衍射 D.α粒子與原子核的庫侖斥力作用

9、 解析α粒子與原子核外的電子的作用是很微弱的,A錯誤。由于原子核的質量和電荷量很大,α粒子與原子核很近時,庫侖斥力很強,足以使α粒子發(fā)生大角度偏轉甚至反向彈回,使α粒子散射的原因是庫侖斥力,B、C錯誤,D正確。 答案D 6.電子所帶電荷量的精確數值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測得的。他測定了數千個帶電油滴的電荷量,發(fā)現這些電量都等于某個最小電荷量的整數倍。這個最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實驗的原理如圖所示,A、B是兩塊平行放置的水平金屬板,A板帶正電,B板帶負電。從噴霧器噴出的小油滴落到A、B兩板之間的電場中,小油滴由于摩擦而帶負電,當調節(jié)A、B兩板間的電壓為U時

10、,可使油滴勻速下降。已知油滴可看成球體,密度為ρ,下降的速度大小為v,受到空氣的阻力f=kπr2v,k為比例系數,r為油滴的大圓半徑,兩極板間距離為d,重力加速度為g,則帶電油滴的帶電荷量是多大? 解析油滴受三個力作用:重力、庫侖力和空氣阻力,因油滴勻速下降,三力平衡,有mg=qUd+f,將m=ρ·43πr3,f=kπr2v代入,得q=πr2d(4ρrg-3kv)3U。 答案πr2d(4ρrg-3kv)3U 7.如圖是密立根油滴實驗裝置。在A板上方用噴霧器將油滴噴出,若干油滴從板上的一個小孔中落下,噴出的油滴因摩擦而帶負電。已知A、B板間的電壓為U、間距為d時,油滴恰好靜止。撤去電場后油滴徐徐下落,最后測出油滴以速度v勻速運動,已知空氣阻力正比于速度:f=kv,則油滴所帶的電荷量q=　　　　　。? 某次實驗得到q的測量值見下表(單位:×10-19 C) 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 分析這些數據可知:　。? 解析由mg-Eq=0,mg-kv=0,E=Ud,解得q=kvdU。油滴的帶電荷量是1.6×10-19 C的整數倍,故電荷的最小電荷量為1.6×10-19 C。 答案kvdU　油滴的帶電荷量是1.6×10-19 C的整數倍,故電荷的最小電荷量為1.6×10-19 C 5