【创新设计】高中物理 第二章 原子结构滚动检测 教科版选修35.doc

滚动检测(二)原子结构(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，共56分)1如图1-所示一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线ab时，发现射线的轨迹往下偏，则()图1a导线中的电流由a流向bb导线中的电流由b流向ac若要使电子束的偏转往上偏，可以通过改变ab中的电流方向来实现d电子束的轨迹与ab中电流方向无关解析因为ab中通有电流，所以会在阴极射线管中产生磁场，电子受到洛伦兹力作用而发生偏转，由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直于纸面向里，再根据安培定则可知，ab中的电流方向应是由b流向a，当ab中的电流方向变为由a向b，则ab上方的磁场方向变为垂直于纸面向外，电子所受洛伦兹力方向变为向上，电子束的轨迹会变为向上偏转答案bc2关于阴极射线，下列说法正确的是()a阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象b阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流c阴极射线是组成物体的原子d阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转解析阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，b正确电子是原子的组成部分，c错误电子可被电场、磁场偏转，d正确答案bd3氢原子部分能级示意图如图2-所示不同色光的光子能量如下表所示色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(ev)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10图2处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为()a红、蓝靛 b黄、绿c红、紫 d蓝靛、紫解析由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 ev3.10 ev，处于某激发态的氢原子能级跃迁时：e3e2(3.401.51) ev1.89 ev，此范围为红光e4e2(3.400.85) ev2.55 ev，此范围为蓝靛光，故本题正确选项为a.答案a4若在如图3所示的阴极射线管中部加竖直向上的电场，则应加什么方向的大小合适的磁场才能让阴极射线不偏转()图3a竖直向上 b竖直向下c垂直纸面向里 d垂直纸面向外解析由阴极射线的电性及左手定则可判断d项正确答案d5关于粒子散射实验()a绝大多数粒子经过金箔后，发生了角度大的偏转b粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少c粒子离开原子核的过程中，动能增加，电势能也增加d对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小解析由于原子核很小，粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数粒子基本上仍沿原方向前进只有极少数发生大角度的偏转，从粒子的散射实验的数据可以估算出原子核直径的大小约为1015 m1014 m由此可知a错、d正确；粒子向金属核射去，如图所示可知粒子接近核时，克服电场力做功，所以其动能减少，电势能增加；当粒子远离原子核时，电场力做正功，其动能增加，电势能减少，所以选项b、c都错答案d6高速粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图4所示，实线表示粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成电场的等势面设粒子经过a、b、c三点时的速度大小分别为va、vb、vc，则其关系为()图4avavbvcbvcvbvacvbvavcdvcvavb解析粒子和原子核都带正电相互排斥，当粒子靠近原子核时，电场力做负功，粒子动能减小，vavb，当粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vcvb.又因为从a到c的整个过程电场力对粒子做正功，故vavc，所以vcvavb，选项c正确答案c7关于粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是()a绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是粒子受力平衡的结果b绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的c极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小d极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大解析在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向前进，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的故a错、b对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子的质量，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故c对、d错答案bc8在粒子散射实验中，当粒子穿过金箔时，下列理解正确的是()a与金原子核相距较远的粒子，可能发生大角度偏转b与金原子核相距较近的粒子，可能发生大角度偏转c粒子与金原子核距离最近时，系统的能量最小d粒子与金原子核距离最近时，系统的电势能最大解析对粒子散射现象，卢瑟福的核式结构学说作出了圆满的解释，并推算出了原子核的直径在1014 m以下，只相当于原子半径的十万分之一若把原子核看成直径为1 cm的小球，则原子相当于直径100 m的球体，粒子穿过金箔时，只有少数粒子可能离核较近，金原子核对粒子的库仑力较大，使粒子发生大角度偏转，故a错误、b正确粒子与金原子核之间的作用力是库仑斥力，在粒子向金原子核靠近时，要克服库仑力做功，粒子的动能减少，电势能增加；在粒子远离金原子核时，库仑力对粒子做功，粒子的动能增加，电势能减少粒子与金原子核组成的系统总能量不变它们距离最近时，系统的电势能最大，故c错、d对，故选b、d.答案bd二、非选择题(共4小题，共44分)9(10分)卢瑟福提出的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核如果把原子看成半径为1000 m的大球，请你估算原子核半径的大小解析由粒子散射实验测出原子核的半径约为1015 m，而原子的半径约为1010 m，原子核的半径与原子的半径之比为，由此知题中所说的原子核的半径约r核 m1.0102 m1 cm.答案半径约1 cm10(10分)用粒子轰击金箔时，测得粒子能接近金箔的最小距离为2.01014 m金原子核的平均密度约为多少？(阿伏加德罗常数na61023mol1，金元素的摩尔质量m197 gmol1)解析可以把粒子能接近金箔的最小距离看做金原子核的半径r，金原子核的体积vr3(2.01014)3m33.31041m3，一个金原子的质量：m0kg3.31025kg，则金原子核的平均密度kg/m311016kg/m3.答案11016kg/m311(10分)密立根油滴实验原理之一是库仑力与重力平衡：用油雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的(有正负之分)，设油滴的质量为m，两极板间的电压为u，则油滴在平行极板间将同时受到重力mg和静电力的作用，如图5所示若某一电荷恰好在电压u下达到平衡，则油滴所带的电荷的表达式是怎样的？图5解析mgqeqqmgd/u.答案qmgd/u12(14分)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图6所示，真空管内加速后，穿过a中心的小孔沿中心轴o1o的方向进入到两块水平正对放置的平行极板p和p间的区域，当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心o点处，形成了一个亮点；加上偏转电压u后，亮点偏离到o点，(o与o点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计)此时，在p和p间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为b时，亮点重新回到o点，已知极板水平方向的长度为l1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为l2(如图6所示)图6(1)求打在荧光屏o点的电子速度的大小(2)推导出电子的比荷的表达式解析(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心o点，设电子的速度为v，则evbee，得ve/bu/bb.(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为aeu/