高中物理人教版5第十八章原子結(jié)構(gòu)1電子的發(fā)現(xiàn) 第十八章第1節(jié)第2節(jié)分層演練鞏固落實(shí)

[隨堂達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于陰極射線(xiàn)的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()A．陰極射線(xiàn)本質(zhì)是氫原子B．陰極射線(xiàn)本質(zhì)是電磁波C．陰極射線(xiàn)本質(zhì)是電子D．陰極射線(xiàn)本質(zhì)是X射線(xiàn)解析：選C.陰極射線(xiàn)是原子受激發(fā)射出的電子，關(guān)于陰極射線(xiàn)是電磁波、X射線(xiàn)都是在研究陰極射線(xiàn)過(guò)程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的．2．(多選)(2023·杭州高二檢測(cè))下列說(shuō)法中正確的是()A．湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量e＝17733(49)×10－19CB．電子電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的C．湯姆孫油滴實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得電子的比荷及電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量解析：選BD.電子的電荷量是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的，A、C錯(cuò)誤，B正確．測(cè)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．3．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，使α粒子大角度偏轉(zhuǎn)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)侖斥力作用解析：選D.α粒子與原子核外電子的作用是很微弱的．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)，足可以使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．選項(xiàng)D對(duì)．4．(2023·河北宣城三中檢測(cè))盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是()A．說(shuō)明了質(zhì)子的存在B．說(shuō)明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．說(shuō)明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D．說(shuō)明了正電荷在原子核內(nèi)均勻分布解析：選C.α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了在原子中心有一個(gè)核，它集中了原子全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量．故應(yīng)選C.5．(選做題)湯姆孫1897年用陰極射線(xiàn)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，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)，電子流不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)；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＝eq\f(1,15)rad.已知極板長(zhǎng)L＝×10－2m，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝×104V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝×10－4T．求電子比荷．解析：無(wú)偏轉(zhuǎn)時(shí)，洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，則eE＝evB只存在磁場(chǎng)時(shí)，有evB＝meq\f(v2,r)，由幾何關(guān)系r＝eq\f(L,sinθ)偏轉(zhuǎn)角很小時(shí)，r≈eq\f(L,θ)聯(lián)立上述各式并代入數(shù)據(jù)得電子的比荷eq\f(e,m)＝eq\f(Eθ,B2L)＝×1011C/kg.答案：×1011C/kg[課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書(shū)P88(獨(dú)立成冊(cè))]一、單項(xiàng)選擇題1．(2023·通州高二檢測(cè))有一位科學(xué)家，他通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這位提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家被譽(yù)為原子物理學(xué)之父，他是()A．湯姆孫 B．盧瑟福C．蓋革 D．馬斯頓答案：B2．(2023·浙江師大附中高二檢測(cè))如圖是電子射線(xiàn)管示意圖．接通電源后，電子射線(xiàn)由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線(xiàn)．要使熒光屏上的亮線(xiàn)向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是()A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向解析：選B.若加磁場(chǎng)，由左手定則可判定其方向應(yīng)沿y軸正方向；若加電場(chǎng)，根據(jù)受力情況可知其方向應(yīng)沿z軸正方向，故只有B項(xiàng)是正確的．應(yīng)明確管內(nèi)是電子流，然后根據(jù)洛倫茲力和電場(chǎng)力方向的判定方法進(jìn)行判定．3．(2023·福建師大附中高二檢測(cè))如圖所示是α粒子被重核散射時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中不可能存在的軌跡是()A．a(chǎn) B．bC．c D．d解析：選C.α粒子距離原子核越近，受到的庫(kù)侖斥力越大，軌跡彎曲越厲害，故C是錯(cuò)誤的．4．在α粒子穿過(guò)金箔發(fā)生大角度散射的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A．α粒子受到金原子核的斥力作用B．α粒子的動(dòng)能不斷減小C．α粒子的電勢(shì)能不斷增大D．α粒子發(fā)生散射，是與電子碰撞的結(jié)果解析：選A.α粒子受到金原子核的斥力而發(fā)生散射，故A正確、D錯(cuò)誤；在α粒子靠近金原子核的過(guò)程中，動(dòng)能逐漸小，電勢(shì)能逐漸增大，遠(yuǎn)離過(guò)程中，動(dòng)能逐漸增大，電勢(shì)能逐漸減小，故B、C錯(cuò)誤．5．盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是()A．α粒子的散射實(shí)驗(yàn)B．對(duì)陰極射線(xiàn)的研究C．天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)D．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)解析：選A.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)少部分α粒子出現(xiàn)了大角度偏轉(zhuǎn)，從而提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)為原子是由處于原子中央的很小的原子核和核外帶負(fù)電的電子組成的．6．關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的內(nèi)容，下列敘述正確的是()A．原子是一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體B．原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)C．原子的正電荷和負(fù)電荷全部集中在一個(gè)很小的核內(nèi)D．原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m解析：選B.根據(jù)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，可知選項(xiàng)B正確．二、多項(xiàng)選擇題7．(2023·浙江臺(tái)州檢測(cè))如圖是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖．油滴從噴霧器嘴噴出，落到圖中的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，調(diào)節(jié)兩板間的電壓，通過(guò)顯微鏡觀察到某一油滴靜止在電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A．油滴帶負(fù)電B．油滴質(zhì)量可通過(guò)天平來(lái)測(cè)量C．只要測(cè)出兩板間的距離和電壓就能求出油滴所帶的電荷量D．該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍解析：選AD.由圖知，電容器板間電場(chǎng)方向向下，油滴所受的電場(chǎng)力向上，則知油滴帶負(fù)電，故A正確．油滴的質(zhì)量很小，不能通過(guò)天平測(cè)量，故B錯(cuò)誤．根據(jù)油滴受力平衡得：mg＝qE＝qeq\f(U,d)，得q＝eq\f(mgd,U)，所以要測(cè)出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴的電量，故C錯(cuò)誤．根據(jù)密立根油滴實(shí)驗(yàn)研究知：該實(shí)驗(yàn)測(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍，故D正確．8．關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是()A．電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子具有一定的結(jié)構(gòu)C．電子是第一種被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的微觀粒子D．電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象解析：選BCD.發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認(rèn)為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子有一定的結(jié)構(gòu)，B正確；電子是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第一種微觀粒子，C正確；物體帶電的過(guò)程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過(guò)程，D正確．9．在α粒子的散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最接近金原子核時(shí)，α粒子符合下列哪種情況()A．動(dòng)能最小B．電勢(shì)能最小C．α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D．所受金原子核的斥力最大解析：選AD.α粒子接近原子核時(shí)庫(kù)侖斥力做負(fù)功，α粒子的動(dòng)能減??；α粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)庫(kù)侖斥力做正功，α粒子的動(dòng)能又增大，故當(dāng)α粒子最接近原子核時(shí)動(dòng)能最小，A對(duì)；系統(tǒng)只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和守恒，α粒子動(dòng)能最小時(shí)，電勢(shì)能應(yīng)最大，B錯(cuò)；系統(tǒng)的能量是守恒的，C錯(cuò)；α粒子最接近金原子核時(shí)，α粒子與金原子核間的距離最小，由庫(kù)侖定律知α粒子所受金原子核的庫(kù)侖斥力最大，D對(duì)．10．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果一個(gè)α粒子跟金箔中的電子相撞，則()A．α粒子的動(dòng)能和動(dòng)量幾乎沒(méi)有損失B．α粒子將損失大部分動(dòng)能和動(dòng)量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：選AC.電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子的質(zhì)量，兩者發(fā)生碰撞時(shí)，對(duì)α粒子的動(dòng)能和動(dòng)量幾乎沒(méi)有影響，選項(xiàng)A、C正確．三、非選擇題11．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大?。F(xiàn)有一個(gè)α粒子以×107m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79，求該α粒子與金原子核間的最近距離．(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為ε＝keq\f(q1q2,r)，α粒子質(zhì)量為×10－27kg)解析：當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，設(shè)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d，則eq\f(1,2)mv2＝keq\f(q1q2,d)，故d＝2keq\f(q1q2,mv2)＝eq\f(2××109×2×79×（×10－19）2,×10－27×（×107）2)m＝×10－14m.答案：×10－14m12．已知電子質(zhì)量為×10－31kg，帶電荷量為－×10－19C，若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半徑為×10－10m，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度、動(dòng)能、周期和形成的等效電流．解析：由盧瑟福的原子模型可知：電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力由核內(nèi)電子的庫(kù)侖引力來(lái)提供．根據(jù)eq\f(mv2,r)＝keq\f(e2,r2)，得v＝eeq\r(\f(k,rm))＝×10－19×eq\r(\f(9×109,×10－10××10－31))m/s≈×106m/s；其動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2