“四翼”檢測評價(jià)（十四） 原子的核式結(jié)構(gòu)模型

“四翼”檢測評價(jià)（十四）原子的核式結(jié)構(gòu)模型eq\a\vs4\al(A)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(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D．電子帶負(fù)電，使人們意識到原子內(nèi)應(yīng)該還有帶正電的部分解析：選BCD發(fā)現(xiàn)電子時(shí)，人們對原子的結(jié)構(gòu)仍然不清楚，但人們意識到電子應(yīng)該是原子的組成部分，故A錯(cuò)誤，B正確；在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認(rèn)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(fù)電，使人們意識到，原子中應(yīng)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(shí)驗(yàn)”測出的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．通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”測出的，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)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(xiàng)D正確。3．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)裝置從α粒子源到熒光屏的空間處于真空環(huán)境B．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C．α粒子接近金原子核時(shí)，受到很強(qiáng)的吸引力才可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了原子的核式結(jié)構(gòu)模型解析：選A實(shí)驗(yàn)裝置從α粒子源到熒光屏的空間處于真空環(huán)境，選項(xiàng)A正確；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不改變方向，只有極少數(shù)的α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過了90°，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α粒子接近原子核時(shí)，受到很強(qiáng)的斥力才可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．(2022·重慶巴蜀中學(xué)高二下期中)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A．絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過金箔后，基本上仍沿直線前進(jìn)B．α粒子接近原子核的過程中，動能減少，電勢能減少C．α粒子離開原子核的過程中，動能增大，電勢能增大D．對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，無法估算出原子核的大小解析：選A絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過金箔后，基本上仍沿直線前進(jìn)，選項(xiàng)A正確；α粒子在接近原子核的過程中，庫侖斥力做負(fù)功，則動能減少，電勢能增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α粒子離開原子核的過程中，庫侖斥力做正功，則動能增大，電勢能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以估算出原子核的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線所示。圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線是經(jīng)過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(shí)驗(yàn)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(cuò)誤。6.(2022·山東臨沂第一中學(xué)月考)根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，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(shí)線表示α粒子的運(yùn)動軌跡。關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，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?yàn)棣亮Ｗ优c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(jìn)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(jìn)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(fù)功，后做正功，則其電勢能先增大后減小，故A錯(cuò)誤；題圖中的α粒子反彈是因?yàn)棣亮Ｗ优c金原子核之間的庫侖斥力作用，并沒有發(fā)生碰撞，故B錯(cuò)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(gè)原子的很小空間，故C正確，D錯(cuò)誤。7．(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(yīng)打到最右端的P1點(diǎn)B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)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(yīng)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(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；加上垂直紙面向里的磁場時(shí)，電子在磁場中受洛倫茲力，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)不加電場和磁場時(shí)，由于電子所受的重力可以忽略不計(jì)，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確。8.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(shí)驗(yàn)測得的。他測定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(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(fù)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(qiáng)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(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍？(取π＝3.14，g＝9.8m/s2，e＝1.6×710－19C)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eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．如圖所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況。下列說法正確的是()A．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多C．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生反彈解析：選A盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確；因大多數(shù)α粒子穿過金箔后不改變運(yùn)動方向，只有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，則在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)在A處觀察到屏上的閃光次數(shù)多，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因有極少數(shù)的α粒子偏轉(zhuǎn)角度大于90°，則在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上可觀察到閃光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子受到金原子核的斥力作用從而改變運(yùn)動方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10．下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)模型的說法正確的是()A．J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B．用α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以估算原子核的大小C．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子的正電荷和所有質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上D．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性解析：選BJ．J.湯姆孫通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；通常用核半徑描述核的大小，利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可估算核半徑，故B正確；盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子的正電荷和幾乎所有質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上，故C錯(cuò)誤；盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了J.J.湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”，但不能說明核外電子的運(yùn)動情況，不能解釋原子的穩(wěn)定性，故D錯(cuò)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(gè)陰極，工作時(shí)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(yīng)該打在熒光屏正中的O點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)，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(diǎn)向A點(diǎn)移動，則偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)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(yùn)動，打在O點(diǎn)，A正確；由陰極射線的電性及左手定則可知B錯(cuò)誤，C正確；由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先由大變小，再由小變大，故D錯(cuò)誤。12．英國科學(xué)家湯姆孫以及他所帶領(lǐng)的一批學(xué)者對原子結(jié)構(gòu)的研究奠定了近代物理學(xué)的基石，其中他對陰極射線粒子比荷測定的實(shí)驗(yàn)最為著名，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。某學(xué)校的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室重做該實(shí)驗(yàn)，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(dá)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(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，射線向上偏轉(zhuǎn)；再給玻璃管前后的勵(lì)磁線圈加上適當(dāng)?shù)碾妷海诰€圈之間形成磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，使射線沿直線運(yùn)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(diǎn)，如圖丙所示。(不計(jì)射線的重力，勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)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(jìn)入該區(qū)域)。(1)求該射線進(jìn)入場區(qū)時(shí)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(yùn)動到A點(diǎn)的時(shí)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(yùn)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(yùn)動，經(jīng)過A點(diǎn)，設(shè)軌跡圓心為O，半徑為r，如圖所示。則有(4d)2＝r2－(r－2d)2，解得r＝5d，因?yàn)槁鍌惼澚?/p>