2019-2020學(xué)年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 1、2 電子的發(fā)現(xiàn) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型練習(xí)（含解析）新人教版選修3-5

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1、1、2 電子的發(fā)現(xiàn) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 基礎(chǔ)鞏固 1.(多選)關(guān)于陰極射線的性質(zhì),判斷正確的是(　　) A.陰極射線帶負(fù)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(guò)讓陰極射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)的研究發(fā)現(xiàn)陰極射線帶負(fù)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(guān)于陰極射線的說(shuō)法正確的是(　　) A.陰極射線是高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)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(yùn)動(dòng)的電子流 解析陰極射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流,A、C錯(cuò)誤,D正確;陰極射線無(wú)法用人眼直接觀察

2、,B錯(cuò)誤。 答案D 3.陰極射線管中的高電壓的作用(　　) A.使管內(nèi)氣體電離 B.使管內(nèi)產(chǎn)生陰極射線 C.使管內(nèi)障礙物的電勢(shì)升高 D.使電子加速 答案D 4.在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于選用金箔的原因下列說(shuō)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(zhì)量大,被α粒子轟擊后不易移動(dòng) 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(jié)構(gòu)模型的依據(jù)是用α粒子轟擊金箔,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)α粒子(　　) A.全部穿過(guò)或發(fā)生很小偏轉(zhuǎn) B.絕大多數(shù)穿過(guò),只有少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),有的甚至被彈回 C.絕大多數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn),甚

3、至被彈回,只有少數(shù)穿過(guò) D.全部發(fā)生很大偏轉(zhuǎn) 解析盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。α粒子被散射時(shí)只有少數(shù)發(fā)生了較大角度偏轉(zhuǎn),并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了90°,有的甚至被彈回,故選項(xiàng)B正確,C、D錯(cuò)誤。 答案B 6.(多選)在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某個(gè)α粒子跟金箔中的電子相撞,則(　　) A.α粒子的動(dòng)能幾乎沒(méi)有損失 B.α粒子將損失大部分動(dòng)能 C.α粒子不會(huì)發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn) D.α粒子將發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn) 解析由于電子的質(zhì)量只有α粒子質(zhì)量的17 300,α粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一?；覊m碰撞一樣,動(dòng)能幾乎沒(méi)有損失,A正確

4、,B錯(cuò)誤。α粒子不會(huì)發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn),C正確,D錯(cuò)誤。 答案AC 7. 湯姆孫1897年用陰極射線管測(cè)量了電子的比荷(電子電荷量與質(zhì)量之比),其實(shí)驗(yàn)原理如圖所示。電子流平行于極板射入,當(dāng)極板P、P'間同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí),電子流不發(fā)生偏轉(zhuǎn);當(dāng)極板間只存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí),電子流穿出平行板電容器時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=115 rad。已知極板長(zhǎng)L=3.0×10-2 m,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=1.5×104 V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10-4 T,求電子的比荷。 解析無(wú)偏轉(zhuǎn)時(shí),有eE=evB 只存在磁場(chǎng)時(shí),有evB=mv2r(或r=mveB),由幾何關(guān)系

5、得偏轉(zhuǎn)角很小時(shí),r≈Lsinθ≈Lθ 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)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(shuō)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(cè)定最早是由湯姆孫通過(guò)著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)的 C.電子電荷量的數(shù)值約為1.60×10-19 C　 D.電子質(zhì)量與電荷量的比值稱為電子的比荷 解析電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)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(cè)定最早是由密立根通過(guò)著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)的,B錯(cuò)誤;電子電荷量的數(shù)值約為1.60×10-19 C,C正確;電子的電荷量與質(zhì)量的

6、比值稱為電子的比荷,D錯(cuò)誤。 答案AC 2.(多選)下列關(guān)于電子的說(shuō)法正確的是(　　) A.發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開(kāi)始的 B.發(fā)現(xiàn)物質(zhì)中發(fā)出的電子比荷是不同的 C.電子發(fā)現(xiàn)的意義是讓人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒,原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) D.電子是帶正電的,可以在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 解析發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開(kāi)始的,A項(xiàng)正確;發(fā)現(xiàn)物質(zhì)中發(fā)出的電子比荷是相同的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子的發(fā)現(xiàn)讓人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒,原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),C項(xiàng)正確;電子是帶負(fù)電的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案AC 3. 在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一α粒子經(jīng)過(guò)某一原子核附近時(shí)的運(yùn)

7、動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示。圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線是過(guò)P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對(duì)該α粒子的作用,那么關(guān)于該原子核的位置,下列說(shuō)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(duì)靠近它的α粒子產(chǎn)生斥力,故原子核不會(huì)在④區(qū)域;如原子核在②、③區(qū)域,α粒子會(huì)向①區(qū)域偏轉(zhuǎn);如原子核在①區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)題圖所示的軌跡,故應(yīng)選A。 答案A 4.(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)

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(duì)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(guò)金箔后在各個(gè)方向上的散射情況,顯微鏡必須能在水平面內(nèi)各個(gè)方向上移動(dòng),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(gè)方向上都能觀察到閃光,故B正確,C錯(cuò);α粒子散射的原因是α粒子受到原子核的庫(kù)侖斥力,D錯(cuò)。 答案AB 5.α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(kù)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(cuò)誤。由于原子核的質(zhì)量和電荷量很大,α粒子與原子核很近時(shí),庫(kù)侖斥力很強(qiáng),足以使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)甚至反向彈回,使α粒子散射的原因是庫(kù)侖斥力,B、C錯(cuò)誤,D正確。 答案D 6.電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。他測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量,發(fā)現(xiàn)這些電量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍。這個(gè)最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實(shí)驗(yàn)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(fù)電。從噴霧器噴出的小油滴落到A、B兩板之間的電場(chǎng)中,小油滴由于摩擦而帶負(fù)電,當(dāng)調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓為U時(shí)

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(shù),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(gè)力作用:重力、庫(kù)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(shí)驗(yàn)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(gè)小孔中落下,噴出的油滴因摩擦而帶負(fù)電。已知A、B板間的電壓為U、間距為d時(shí),油滴恰好靜止。撤去電場(chǎng)后油滴徐徐下落,最后測(cè)出油滴以速度v勻速運(yùn)動(dòng),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(shí)驗(yàn)得到q的測(cè)量值見(jiàn)下表(單位:×10-19 C) 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 分析這些數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)倍,故電荷的最小電荷量為1.6×10-19 C 5