2019年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第1節(jié)-第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 電子的發(fā)現(xiàn)隨堂演練鞏固提升 新人教版選修3-5

《2019年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第1節(jié)-第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 電子的發(fā)現(xiàn)隨堂演練鞏固提升 新人教版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第1節(jié)-第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 電子的發(fā)現(xiàn)隨堂演練鞏固提升 新人教版選修3-5（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1節(jié)第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 電子的發(fā)現(xiàn) [隨堂檢測(cè)] 1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 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：選C．陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子，關(guān)于陰極射線是電磁波、X射線都是在研究陰極射線過(guò)程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的． 2．(多選)(2017·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＝1.602 177 33(49)×10－19 C B．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：

2、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．電子的電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的，A、C錯(cuò)誤，B正確；測(cè)出電子比荷和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故D正確． 3.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(dòng)，通過(guò)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(shuō)法中正確的是(　　) A．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 B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光 C．盧瑟福選用不同金屬箔片

3、作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似 D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈 解析：選C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子有大角度散射．所以A處觀察到的α粒子多，B處觀察到的α粒子少，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫(kù)侖斥力的作用，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤，C正確． 4．(多選)下列對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中，正確的是(　　) A．原子中絕大部分是空的，原子核很小 B．電子在核外運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力 C．原子的全部正電荷都集中在原子核里 D．原子核的直徑大約是10－10 m 解析：選ABC．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的

4、結(jié)果否定了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的湯姆孫模型，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，并估算出了原子核直徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，原子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10 m，原子直徑是原子核直徑的十萬(wàn)倍，所以原子內(nèi)部十分“空曠”．核外帶負(fù)電的電子由于受到帶正電的原子核的吸引而繞核旋轉(zhuǎn)，所以A、B、C正確，D錯(cuò)誤． 5．一個(gè)半徑為1.84×10－4 cm的帶負(fù)電的油滴，在電場(chǎng)強(qiáng)度等于2×105 V/m的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如果油滴受到的電場(chǎng)力恰好與重力平衡，問(wèn)：這個(gè)油滴帶有幾個(gè)電子？已知油的密度為0.851×103 kg/m3.(g取10 m/s2) 解析：油滴的體積V＝πr3＝×3.14×(1.84×10－4×10－2)

5、3 m3≈2.608×10－17 m3，油滴的質(zhì)量m＝ρV＝0.851×103×2.608×10－17 kg≈2.219×10－14 kg.設(shè)油滴中有N個(gè)電子，因油滴所受電場(chǎng)力與重力平衡，所以有mg＝Eq＝E·N·e，即N＝＝≈7個(gè)．所以這個(gè)油滴帶有約7個(gè)電子． 答案：7個(gè) [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．(2017·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：B 2．(2017·浙江師大附中高二檢測(cè))如圖是電

6、子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(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．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

7、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．(2017·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

8、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．在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看做靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)α粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡，其中正確的是(　　) 解析：選C．α粒子與原子核相互排斥，A、D錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)軌跡與原子核越近，力越大，運(yùn)動(dòng)方向變化越明顯，B錯(cuò)，C對(duì)． 6．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

9、．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)能逐漸減小，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． 7．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． 二、多項(xiàng)選擇題 8．(2017·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

10、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＝q，得q＝，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

11、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)

12、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小．現(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0×107 m/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＝，α粒子質(zhì)量

13、為6.64×10－27 kg) 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mv2＝k，故d＝2k＝ m≈2.7×10－14 m. 答案：2.7×10－14 m 12．已知電子質(zhì)量為9.1×10－31 kg，帶電荷量為－1.6×10－19 C，若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半徑為0.53×10－10 m，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的線速度、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)＝k，得v＝e ＝1.6×10－19× m/s ≈2.19×106 m/s； 其動(dòng)能Ek＝mv2＝×9.1×10－31×(2.19×106)2 J≈2.18×10－18 J； 運(yùn)動(dòng)周期 T＝＝ s≈1.52×10－16 s； 電子繞核運(yùn)動(dòng)形成的等效電流 I＝＝＝ A≈1.05×10－3 A． 答案：2.19×106 m/s　2.18×10－18 J　1.52×10－16 s　1.05×10－3 A 6