2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)45電子原子的核式結(jié)構(gòu)模型含解析教科版選修3-5

PAGEPAGE5課時(shí)作業(yè)4電子課時(shí)作業(yè)5原子的核式結(jié)構(gòu)模型一、選擇題(1～6為單選，7～9為多選)1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(C)A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子D．陰極射線本質(zhì)是X射線解析：陰極射線是原子受激放射出的電子，關(guān)于陰極射線是電磁波、X射線都是在探討陰極射線過(guò)程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的．2．關(guān)于密立根“油滴試驗(yàn)”，下列說(shuō)法正確的是(B)A．密立根利用電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡的方法，測(cè)得了帶電體的最小帶電荷量B．密立根利用電場(chǎng)力和重力平衡的方法，推想出了帶電體的最小帶電荷量C．密立根利用磁偏轉(zhuǎn)的學(xué)問(wèn)推想出了電子的電荷量D．密立根“油滴試驗(yàn)”干脆驗(yàn)證了電子的質(zhì)量不足氫離子質(zhì)量的千分之一3．如圖所示為α粒子散射試驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中A，B，C，D四個(gè)位置時(shí)，關(guān)于視察到的現(xiàn)象，下列說(shuō)法不正確的是(C)A．相同時(shí)間內(nèi)在A位置時(shí)視察到屏上的閃光次數(shù)最多B．相同時(shí)間內(nèi)在B位置時(shí)視察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時(shí)少得多C．放在C，D位置時(shí)屏上視察不到閃光D．放在D位置時(shí)屏上仍能視察到一些閃光，但次數(shù)極少解析：依據(jù)α粒子的散射試驗(yàn)現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上沿原方向前進(jìn)，因此在A位置視察到的閃光次數(shù)最多，故A正確；少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，因此從A到D視察到的閃光次數(shù)會(huì)漸漸削減，故B、D正確，C錯(cuò)．故正確答案為C.4．盧瑟福通過(guò)α粒子散射試驗(yàn)推斷出原子的中心有一個(gè)很小的核，并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)．如圖所示的示意圖中，①、②兩條表示試驗(yàn)中α粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡，則沿③所示的方向射向原子核的α粒子可能的運(yùn)動(dòng)徑跡為(A)A．軌跡a B．軌跡bC．軌跡c D．軌跡d解析：由于α粒子偏轉(zhuǎn)的緣由是原子核對(duì)α粒子的庫(kù)侖斥力作用，所以α粒子可能的運(yùn)動(dòng)徑跡為a，答案選A.5．關(guān)于α粒子散射試驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是(D)A．絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過(guò)金箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)B．α粒子在接近原子核的過(guò)程中，動(dòng)能削減，電勢(shì)能削減C．α粒子離開原子核的過(guò)程中，動(dòng)能增大，電勢(shì)能增大D．對(duì)α粒子散射試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以估算出原子核的大小解析：α粒子散射試驗(yàn)中，絕大多數(shù)的α粒子運(yùn)動(dòng)方向基本不變；α粒子接近原子核的過(guò)程中，庫(kù)侖斥力對(duì)α粒子做負(fù)功，動(dòng)能削減，電勢(shì)能增大，反之，動(dòng)能增大，電勢(shì)能削減；依據(jù)α粒子接近原子核的程度，可以估算出原子核的大?。蚀鸢笧镈.6．當(dāng)α粒子穿過(guò)金箔發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(B)A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力作用B．α粒子始終受到原子核的斥力作用C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D．α粒子始終受到庫(kù)侖斥力，速度始終減小解析：α粒子與金原子核帶同種電荷，兩者相互排斥，故A、C錯(cuò)誤，B正確；α粒子在靠近金原子核時(shí)斥力做負(fù)功，速度減小，遠(yuǎn)離時(shí)做正功，速度增大，故D錯(cuò)誤．7．盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果表明白(BD)A．原子核是可分的B．湯姆孫的“棗糕模型”是錯(cuò)誤的C．原子是由勻稱帶正電的物質(zhì)和帶負(fù)電的電子構(gòu)成D．原子中的正、負(fù)電荷并非勻稱分布解析：α粒子散射試驗(yàn)并非證明原子是由什么構(gòu)成的，而是想證明組成原子的正、負(fù)電荷在原子內(nèi)部是如何分布的，由試驗(yàn)現(xiàn)象可知原子內(nèi)部的正、負(fù)電荷并非勻稱分布，證明白“棗糕模型”是錯(cuò)誤的，故答案為BD.8．關(guān)于α粒子散射試驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(ABC)A．α粒子穿過(guò)原子時(shí)，由于α粒子的質(zhì)量比電子大得多，電子不行能使α粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生明顯的變更B．由于絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍按原來(lái)方向前進(jìn)，所以使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是在原子中微小的區(qū)域內(nèi)集中著對(duì)α粒子產(chǎn)生庫(kù)侖力的正電荷C．α粒子穿過(guò)原子時(shí)，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是原子核很小，α粒子接近原子核的機(jī)會(huì)很小D．使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是α粒子穿過(guò)原子時(shí)，原子內(nèi)部?jī)蓚?cè)的正電荷對(duì)α粒子的斥力不相等解析：電子的質(zhì)量很小，當(dāng)和α粒子作用時(shí)，對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)的影響極其微小，A正確．α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子核的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，所以B、C正確，D錯(cuò)誤．9．電子槍放射出的電子打在熒光屏上時(shí)，會(huì)在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑，假如在熒光屏上得到如圖所示的亮斑P，那么示波管中的(BC)A．極板X應(yīng)帶正電B．極板X′應(yīng)帶正電C．極板Y應(yīng)帶正電D．極板Y′應(yīng)帶正電解析：因?yàn)殡娮酉験及X′方向偏轉(zhuǎn)，故極板X′、極板Y應(yīng)帶正電．正確答案為B、C.二、非選擇題10．一個(gè)半徑為1.62×10－4cm的帶負(fù)電的油滴，在電場(chǎng)強(qiáng)度等于1.92×105V/m的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．假如油滴受到的電場(chǎng)力恰好與重力平衡，問(wèn)：這個(gè)油滴帶有幾個(gè)電子的電荷量？(已知油的密度為0.851×103kg/m3，g取10m/s2)答案：5解析：油滴質(zhì)量：m＝ρV①，其中V＝eq\f(4,3)πR3②，又由力的平衡得：mg＝qE③，解①②③得：q≈8×10－19C.由e＝1.6×10－19C，知q＝5e.即這個(gè)油滴帶有5個(gè)電子的電荷量．11．亥姆霍茲線圈是一對(duì)彼此平行串聯(lián)的共軸圓形線圈，兩線圈大小相同，線圈之間距離d正好等于圓形線圈的半徑R，如圖所示．這種線圈的特點(diǎn)是能在其公共軸線中點(diǎn)O旁邊產(chǎn)生近似勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈中的電流成正比，即B＝kI.電子槍將燈絲溢出的電子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直射入上述勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，測(cè)得電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，試求電子的比荷．答案：eq\f(2U,kIr2)解析：電子經(jīng)電壓U加速，由動(dòng)能定理得：eU＝eq\f(1,2)mv2①當(dāng)電子垂直射入由亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在洛倫茲力作用下電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)．洛倫茲力為向心力，則evB＝meq\f(v2,r)②由①②兩式得：eq\f(e,m)＝eq\f(2U,Br2)又知，亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流成正比，即B＝kI，則eq\f(e,m)＝eq\f(2U,kIr2).12．在α粒子散射試驗(yàn)中，依據(jù)α粒子與金原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)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2.0×107m/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Ep＝keq\f(q1q2,r)，α粒子質(zhì)量為6.64×10－27kg)答案：2.7×10－14m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，