課后作業(yè)3一原子的核式結(jié)構(gòu)模型(2019人教版選擇性必修第三冊)

課后作業(yè)(三)原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．歷史上第一個發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是()A．貝可勒爾 B．道爾頓C．倫琴 D．湯姆孫解析貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，道爾頓提出了原子論，倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子．答案D2．關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是()A．陰極射線就是很微弱的熒光B．陰極射線是在真空管內(nèi)由正極放出的電子流C．陰極射線的比荷比氫原子的比荷大D．陰極射線的比荷比氫原子的比荷小解析陰極射線是真空管中由陰極發(fā)出的電子流，故A、B錯；陰極射線本質(zhì)是電子流，故其比荷比氫原子比荷大得多，故C正確，D錯誤．答案C3．陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖所示．若要使射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場的方向應(yīng)為()A．平行于紙面向左 B．平行于紙面向上C．垂直于紙面向外 D．垂直于紙面向里解析由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線方向向右，說明電子的運動方向向右，相當(dāng)于存在向左的電流，利用左手定則，為使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面向上，磁場方向應(yīng)為垂直于紙面向外，故選項C正確．答案C4．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的作用解析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(zhì)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(zhuǎn)甚至反向彈回，使α粒子散射的原因是庫侖斥力的作用，B、C錯誤，D正確．答案D5．α粒子散射實驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因為()A．α粒子與電子根本無相互作用B．α粒子受電子作用的合力為零，電子是均勻分布的C．α粒子和電子碰撞損失的能量極少，可忽略不計D．電子很小，α粒子碰撞不到電子解析在α粒子散射實驗中，電子與α粒子存在相互作用，A錯；電子質(zhì)量只有α粒子的eq\f(1,7300)，電子與α粒子碰撞后，電子對α粒子的影響就像灰塵對槍彈的影響，完全可忽略不計，C正確，B、D錯誤．答案C6．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，實驗中發(fā)現(xiàn)α粒子()A．全部穿過或發(fā)生很小偏轉(zhuǎn)B．絕大多數(shù)穿過，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)，甚至被彈回，只有少數(shù)穿過D．全部發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)解析盧瑟福的α粒子散射實驗結(jié)果是絕大多數(shù)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(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)角超過了90°，有的甚至被彈回，故選項B正確，C、D錯誤．答案B7．如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗的原子核和兩個α粒子的軌跡，其中可能正確的是()解析在α粒子散射實驗中，α粒子十分接近原子核穿過時，受到很大的庫侖力作用，偏轉(zhuǎn)角度很大，可知只有A項正確．答案A8．盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，獲得了重大發(fā)現(xiàn)．關(guān)于α粒子散射實驗的結(jié)果，下列說法正確的是()A．證明了質(zhì)子的存在B．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里D．證明了原子中的電子只能在某些軌道上運動解析α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核，數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測核內(nèi)存在中子，所以C正確，A、B錯誤．玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，D錯誤．答案C9．下列說法中正確的是()A．湯姆孫精確地測出了電子電荷量e＝1.60217733(49)×10－19CB．電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實驗”測出的C．湯姆孫油滴實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍D．通過實驗測出電子的比荷和電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量解析電子的電荷量是密立根通過“油滴實驗”測出的，A、C錯誤，B正確；測出比荷的值eq\f(e,m)和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故D正確．答案BD10．如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．顯像管中有一個陰極，工作時能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說法中正確的是()A．如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點B．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向里C．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向里D．如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點向A點移動，則偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強度應(yīng)該先由小到大，再由大到小解析偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運動，打在O點，A正確．由陰極射線的電性及左手定則可知B錯誤，C正確．由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強度應(yīng)先由大變小，再由小變大，故D錯誤．答案AC11．如圖所示為α粒子散射實驗中α粒子穿過某一原子核附近時的示意圖，A、B、C三點分別位于兩個等勢面上，則以下說法中正確的是()A．α粒子在A處的速度比在B處的速度小B．α粒子在B處的速度最大C．α粒子在A、C處的速度的大小相同D．α粒子在B處的速度比在C處的速度小解析根據(jù)α粒子的運動軌跡曲線，可判定α粒子受到的是斥力，由A到B庫侖力做負功，速度減小，故選項A、B錯誤，D正確．由于A、C兩點位于同一等勢面上，所以α粒子在A、C處的速度大小相同，C項正確．答案CD12．根據(jù)α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.如圖表示了原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景.圖中實線表示α粒子的運動軌跡.其中一個α粒子在從a運動到b再運動到c的過程中(α粒子在b點時距原子核最近)，下列判斷中正確的是()A．α粒子的動能先增大后減小B．α粒子的電勢能先增大后減小C．α粒子的加速度先變小后變大D．電場力對α粒子先做正功后做負功解析根據(jù)原子核式結(jié)構(gòu)的特點以及電場力做功與電勢能的變化關(guān)系判斷電勢能的變化，再由動能定理(或能量守恒)判斷動能變化情況.α粒子先靠近原子核，然后又遠離原子核，則在運動過程中，電場力(庫侖斥力)對α粒子先做負功后做正功，所以其電勢能先增大后減小，由動能定理知，動能先減小后增大，則B選項正確，而A、D選項錯誤；α粒子受到的庫侖斥力先增大后減小，由牛頓第二定律知，加速度先增大后減小，C選項錯誤.故應(yīng)選擇B.答案B13．密立根油滴實驗進一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性．如圖2所示是密立根油滴實驗的原理示意圖，設(shè)小油滴的質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩極板間的電勢差U，當(dāng)小油滴懸浮不動時，測出兩極板間的距離為d.則可求出小油滴的電荷量q＝________.解析由平衡條件得mg＝qeq\f(U,d)，解得q＝eq\f(mgd,U).答案eq\f(mgd,U)14．1897年，物理學(xué)家湯姆孫正式測定了電子的比荷，打破了原子是不可再分的最小單位的觀點．因此，湯姆孫的實驗是物理學(xué)發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實驗之一．在實驗中湯姆孫采用了如圖所示的陰極射線管，從電子槍C出來的電子經(jīng)過A、B間的電場加速后，水平射入長度為L的D、E平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、E間加上方向向下，場強為E的勻強電場，電子將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、E電場區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場(圖中未畫)熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問題．(1)說明圖中磁場沿什么方向．(2)根據(jù)L、E、B和θ，求出電子的比荷．解析(1)磁場方向垂直紙面向里．(2)當(dāng)電子在D、E間做勻速直線運動時有：eE＝Bev；當(dāng)電子在D、E間的磁場中偏轉(zhuǎn)時有：Bev＝meq\f(v2,r).同時又有：L＝rsinθ，可得：eq\f(e,m)＝eq\f(Esinθ,B2L).答案(1)垂直紙面向里(2)eq\f(Esinθ,B2L)15．若氫原子的核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運動，則其角速度ω是多少？電子繞核的運動可等效為環(huán)形電流，則電子運動的等效電流I是多少(已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，靜電力常量用k表示)?解析電子繞核運動的向心力是庫侖力，因為eq\f(ke2,r2)＝mω2r，所以ω＝eq\f(e,r)eq\r(\f(k,mr))；其運動周期為T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k))，其等效電流I＝eq\f(e,T)＝eq\f(e2,2πr)eq\r(\f(k,mr)).答案eq\f(e,r)eq\r(\f(k,mr))eq\f(e2,2πr)eq\r(\f(k,mr))16．電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗測得的．他測定了數(shù)千個帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍．這個最小電荷量就是電子所帶的電荷量．密立根實驗的原理圖如圖所示，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．從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中．小油滴由于摩擦而帶負電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡．已知小油滴靜止處的電場強度是1.92×105N/C，油滴半徑是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量．這個電荷量是電子電荷量的多少倍？(g取9.8m/s2