課時跟蹤檢測（十五） 原子的核式結(jié)構(gòu)模型

課時跟蹤檢測（十五）原子的核式結(jié)構(gòu)模型Aeq\a\vs4\al()組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列說法正確的是 ()A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)C．在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D．電子帶負電，使人們意識到原子內(nèi)應該還有帶正電的部分解析：選BCD發(fā)現(xiàn)電子時，人們對原子的結(jié)構(gòu)仍然不清楚，但人們意識到電子應該是原子的組成部分，故A錯誤，B正確；在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒，C正確；原子對外顯電中性，而電子帶負電，使人們意識到，原子中應該還有其他帶正電的部分，D正確。2．(多選)下列說法正確的是 ()A．湯姆孫精確地測出了電子電荷量e＝1.602176634×10－19CB．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．通過實驗測得電子的比荷及其電荷量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“油滴實驗”測出的，選項A、C錯誤，選項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，故選項D正確。3．如圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點。下列說法正確的是 ()A．該實驗證實了原子的棗糕模型的正確性B．只有少數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C．根據(jù)該實驗估算出原子核的直徑約為10－10mD．α粒子與金原子中的電子碰撞可能會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析：選Bα粒子散射實驗的內(nèi)容是：絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至幾乎達到180°，被反彈回來)，根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，故A錯誤，B正確；原子核的直徑數(shù)量級為10－15m～10－14m，故C錯誤；發(fā)生α粒子偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要是由于α粒子和金原子的原子核發(fā)生碰撞的結(jié)果，α粒子與電子碰撞時不會發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。4．(多選)在α粒子散射實驗中，只有少數(shù)的α粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，下列解釋正確的是 ()A．相對于原子的體積，集中幾乎所有質(zhì)量的原子核體積很小B．多數(shù)α粒子通過金箔時，離原子核較遠，受到周圍原子核的庫侖斥力作用可忽略C．少數(shù)的α粒子通過金箔時與電子發(fā)生碰撞，運動方向發(fā)生了較大的改變D．少數(shù)的α粒子通過金箔時，離原子核較近，受到原子核較大的沖量作用解析：選ABD由于原子的體積遠遠大于原子核的體積，原子內(nèi)多為“空曠地帶”，當α粒子穿越金箔時，多數(shù)α粒子離原子核較遠，α粒子受到的庫侖力可忽略，A、B正確；電子的質(zhì)量較小，對α粒子的運動方向幾乎不產(chǎn)生影響，C錯誤；當少數(shù)α粒子距原子核較近時，庫侖斥力較大，α粒子受到原子核較大的沖量作用，就會發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，D正確。5.(多選)如圖所示為α粒子散射實驗中α粒子穿過某一金原子核附近的示意圖，A、B、C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B處的速度小B．α粒子在B處的動能最大，電勢能最小C．α粒子在A、C兩處的速度大小相等D．α粒子在B處的速度比在C處的速度要小解析：選CDα粒子由A經(jīng)B運動到C，由于受到庫侖力的作用，α粒子先減速后加速，所以A項錯誤，D正確；庫侖斥力對α粒子先做負功后做正功，使動能先減小后增大，電勢能先增大后減小，B項錯誤；A、C處于同一個等勢面上，從A到C庫侖力不做功，動能不變，速度大小不變，C項正確。6.在盧瑟福的α粒子散射實驗中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時的軌跡如圖中實線所示。圖中P、Q為軌跡上的點，虛線是經(jīng)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α粒子的作用，則該原子核所在的區(qū)域可能是 ()A．① B．②C．③ D．④解析：選A盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，正電荷全部集中在原子核內(nèi)，α粒子帶正電，同種電荷相互排斥，所以原子核可能在①區(qū)域，故A正確，B、C、D錯誤。7.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。如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖，圖中實線表示α粒子的運動軌跡。則關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是 ()A．圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子的電勢能先減小后增大B．圖中的α粒子反彈是因為α粒子與金原子核發(fā)生了碰撞C．絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進說明了帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小D．絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進說明α粒子未受到金原子核的作用力解析：選C題圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子所受的庫侖斥力先做負功，后做正功，則其電勢能先增大后減小，故A錯誤；題圖中的α粒子反彈是因為α粒子與金原子核之間的庫侖斥力作用，并沒有發(fā)生碰撞，故B錯誤；從絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以推測使α粒子受到排斥力的核體積極小，所以帶正電的原子核只占整個原子的很小空間，故C正確，D錯誤。8．(多選)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是 ()A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應打到最右端的P1點B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線不偏轉(zhuǎn)解析：選AC陰極射線是電子流，電子在電場中所受電場力與電場方向相反，可知選項C正確，B錯誤；加上垂直紙面向里的磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤；當不加電場和磁場時，由于電子所受的重力可以忽略不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A正確。9.電子所帶電荷量的精確數(shù)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(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1.64×10－6cm，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？(取π＝3.14，g＝9.8m/s2，e＝1.6×10－19C)解析：小油滴質(zhì)量為m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3由題意得mg＝Eq聯(lián)立解得q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4×3.14×1.64×10－63×9.8,3×1.92×105)C≈8.02×10－19C小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為n＝eq\f(q,e)＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5倍。答案：8.02×10－19C5倍Beq\a\vs4\al()組—重應用·體現(xiàn)創(chuàng)新10.如圖所示的陰極射線管的玻璃管內(nèi)已經(jīng)抽成真空，當左右兩個電極連接到高壓電源時，陰極會發(fā)射電子，電子在電場的加速下飛向陽極，擋板上有一個扁平的狹縫，電子飛過擋板后形成一個扁平的電子束，長條形的熒光板在陽極端稍稍傾向軸線，電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡，現(xiàn)在用該裝置研究磁場對運動電荷的作用的實驗，下列對該實驗的說法正確的是 ()A．沒有施加磁場時，電子束的徑跡是一條拋物線B．若圖中左側(cè)是陰極射線管的陰極，加上圖示的磁場，電子束會向上偏轉(zhuǎn)C．施加磁場后，根據(jù)電子束在磁場中運動徑跡和磁場方向，可由相關(guān)知識判斷出陰極射線管兩個電極的極性D．施加磁場后，結(jié)合陰極射線管的兩個電極的極性和電子束在磁場中運動的徑跡，可以判斷出磁場的方向，但無法判斷出磁場的強弱解析：選C沒有施加磁場時，電子束受到電場力作用，做加速直線運動，A選項錯誤；電子束在陰極射線管中從左到右運動，加上圖示的磁場后，根據(jù)左手定則可知，電子在洛倫茲力的作用下軌跡向下偏轉(zhuǎn)，B選項錯誤；根據(jù)電子束在磁場中的運動徑跡和左手定則即可判斷陰極射線管兩個電極的極性，C選項正確；施加磁場后，結(jié)合陰極射線管的兩個電極的極性和電子束在磁場中運動的徑跡，可以判斷出磁場的方向，根據(jù)軌跡彎曲程度可以判斷出磁場強弱，D選項錯誤。11．(多選)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，工作時它能發(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)磁場磁感應強度應該先由小到大，再由大到小解析：選AC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，故磁感應強度應先由大變小，再由小變大，故D錯誤。12．英國科學家湯姆孫以及他所帶領(lǐng)的一批學者對原子結(jié)構(gòu)的研究奠定了近代物理學的基石，其中他對陰極射線粒子比荷測定的實驗最為著名，實驗裝置如圖甲所示。某學校的學生在實驗室重做該實驗，裝置如圖乙所示，在玻璃管內(nèi)的陰極K發(fā)射的射線被加速后，沿直線到達畫有正方形方格的熒光屏上。在上下正對的平行金屬極板上加上電壓，在板間形成電場強度為E的勻強電場，射線向上偏轉(zhuǎn)；再給玻璃管前后的勵磁線圈加上適當?shù)碾妷?，在線圈之間形成磁感應強度為B的勻強磁場，使射線沿直線運動，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。之后再去掉平行板間的電壓，射線向下偏轉(zhuǎn)，打在屏上A點，如圖丙所示。(不計射線的重力，勻強電場、勻強磁場范圍限定在刻度“1”和“7”所在的豎直直線之間，且射線由刻度“1”所在位置進入該區(qū)域)。(1)求該射線進入場區(qū)時的初速度v；(2)已知正方形方格邊長為d，求該射線粒子的比荷eq\f(q,m)；(3)求帶電粒子在磁場中運動到A點的時間？解析：(1)射線被加速后在電場力和洛倫茲力的共同作用下做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件得qE＝qvB，解得射線被加速后的速度為v＝eq\f(E,B)。

(2)去掉金屬板間電壓后，粒子不再受到電場力，只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，經(jīng)過A點，設(shè)軌跡圓心為O，半徑為r，如圖所示。則有(4d)2＝r2－(r－2d)2，