高中物理鲁科版选修3-5-第2章--原子结构--练习及答案

第二章原子结构第一节电子的发现和汤姆逊模型一，早期对物质结构的探索(1)中国西周时期的“五行学说”；古希腊的亚里士多德认为，万物的本质是土、水、火和空气，而天体是由个“以太”，即第五个“元素”组成的。古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期原子论。波义耳在1661年建立了基于化学实验的科学元素理论。(3)19世纪初，道尔顿提出了原子理论，认为原子是元素的最小单位。1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由许多相同的原子组成。结论：物质结构中存在分子和原子等层次。宏观物质的化学性质取决于分子，而分子是由原子组成的。原子是构成物质的最小的不可分割的粒子。它们既不能被创造也不能被毁灭。第二，电子和汤姆逊模型的发现19世纪末物理学的三大发现： X光是伦琴在1895年发现的；(2)在发现x光后不久，贝克勒尔就发现了放射性。(3)1897年，唐木孙发现了电子唐木孙的原子模型：原子的正电荷部分被整个原子充满。非常小而轻的电子嵌入在球体的某些固定位置，就像葡萄干嵌入在面包里一样。三、“阴极射线”性质(1)电气特性的测定方法1:允许阴极射线进入一个已知的电场，带电性质由电场的力的方向决定。方法二：让阴极射线进入磁场，根据左手定则从洛仑兹力的方向确定带电性质。(2)特定电荷的测定方法(1)让粒子通过正交电磁场，如图所示，让它做直线运动，根据两个力平衡条件，即f los=f电(bqv=QE)得到粒子运动速度v=。(2)在其他条件不变的情况下，去掉电场，如图2-1-2所示，保持磁场，让粒子只在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv=，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识计算其半径r。由上述方法确定的粒子比电荷表达式：=。1.谁创立了早期原子论()A.阿伏伽德罗唐穆孙博伊尔德德谟克利特2.以下陈述不正确()A.唐木孙研究了阴极射线，通过测量粒子的电荷发现了电子电子的发现证明原子是可分离的。C.唐木孙认为原子中带正电的物质应该充满整个原子，而带负电的电子则嵌在球体的某些固定位置。D.唐穆孙的原子模型是正确的3.历史上第一个发现电子的科学家是()A.贝克勒道尔顿伦琴唐穆孙4.关于收费金额，以下说法是错误的()A.电子的电荷量由密立根油滴实验b测量。物体的电荷量可以是任何值C.物体携带的最小电荷量是1.610-19c d。物体携带的电荷量是基本电荷的整数倍。5.(多选)汤慕荪对阴极射线的探索最终发现了电子，被称为“电子之父”。关于电子的正确说法是()A.任何物质都有电子。不同的物质有不同的电子C.电子的质量是质子的1836倍。电子是粒子，是物质的基本单位。6.(多选)关于阴极射线的性质，以下陈述是正确的()A.阴极射线带负电荷C.阴极射线中负粒子的电荷与氢离子的电荷基本相同。D.阴极射线中带负电荷的粒子的电荷量与氢离子的电荷量相同7.(多选)如图所示为唐木孙气体放电管示意图，以下说法是正确的()如果在D1和D2之间没有电场和磁场，阴极射线应该击中最右端的P1点。如果在D1和D2之间施加垂直向下的电场，阴极射线应该向下偏转如果在D1和D2之间施加垂直向下的电场，阴极射线应该向上偏转如果在D1和D2之间加上一个垂直于纸面内侧的磁场，阴极射线将不会偏转8.如图所示，在阴极射线管的正上方平行放置一根长的强电流直导线，阴极射线将()A.向内偏转b .向外偏转C.向下偏转d .向上偏转9.(多选)如图所示，电子从阴极射线管的左侧连续发射。如果带电的直导线AB直接放置在管下，并且发现射线轨迹向下偏移，则()A.导体中的电流从a流向b。B.导体中的电流从b流向a。如果电子束的轨迹被向上偏置，它可以通过改变AB中的电流方向来实现电子束的轨迹与AB中的电流方向无关10.在唐木孙的电子比电荷测量实验中，使用了如图所示的阴极射线管。电子枪C的电子被A和B之间的电场加速后，被水平注入到长度为L的D和G平行板之间，然后在荧光屏的中心F出现一个荧光点。如果在D和G之间施加一个方向向下且电场强度为E的均匀电场，电子将向上偏转。如果通过通电线圈将磁感应强度为B的垂直于纸面的均匀磁场(图中未示出)加到D和G电场区域，则荧光点正好回到荧光屏的中心，然后电场被去除，电子以的偏转角向下偏转。尝试解决以下问题。(1)解释图中磁场的方向；(2)根据l，e，b和，得到了电子的比电荷。回答 (1)垂直纸面内侧(2)=11.图中显示了唐木荪用来测量电子的比电荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置。由真空管中的阴极K发射的电子(不包括初始速度、重力和电子之间的相互作用)被加速电压加速后，它们穿过A中心的小孔，进入两个平行板P和P之间的区域，这两个平行板在中心轴O10的方向上水平放置且彼此相对。平行板之间的距离为b。当板之间没有施加偏转电压时，电子束击中荧光屏和中心O点，形成一个亮点。在施加偏转电压u之后，亮点偏离到0点(0点和0点之间的垂直距离为d，水平距离可以忽略)。此时，在P和P之间的区域中，增加了方向垂直于纸表面内部的均匀磁场。调整磁场强度。当磁感应强度为b时，亮点再次回到o点。计算撞击荧光屏上o点的电子速度的大小。回答第二节原子的核结构模型首先，粒子散射实验唐木孙的葡萄干面包模型卢瑟福的核模型分布正电荷和质量均匀分布，负电荷嵌入其中正电荷和几乎所有的质量都集中在原子中心的一个小核里，而电子质量非常小，分布在一个大的空间里。紧张情境当粒子在原子内部时，它们受到的库仑排斥力相互抵消，几乎为零。靠近原子核的少数粒子受到较大的库仑力，而远离原子核的大多数粒子受到较小的库仑力。偏转条件不会有大角度偏转和反弹绝大多数粒子的运动方向不变，少数粒子以大角度偏转，少数粒子以超过90的角度偏转，有些甚至反弹分析结论不一致粒子的散射现象符合粒子散射现象二。卢瑟福的原子模型和原子大小(1)核结构模型：(1)原子内部有一个非常小的原子核，叫做原子核。所有正电荷和几乎所有质量的原子都集中在原子核中，带负电荷的电子围绕原子核运动。原子的核结构模型也称为行星模型。(2)原子尺寸：原子直径的数量级：10-10m；原子直径的大小顺序：10-15 m .1.下列实验可以揭示原子具有的核结构是()AD.他们中的大多数都经历了巨大的偏转，甚至反弹回来，只有少数人通过了。3.(多选)粒子散射实验结果表明()A.大多数原子是空的。原子中的所有正电荷都集中在原子核上。C.d原子中有中子。原子的质量几乎都集中在原子核上。4.在粒子散射实验中，不考虑电子和粒子的影响，因为()A.阿尔法粒子与电子完全没有相互作用电子作用于粒子的合力为零，因为电子是均匀分布的粒子和电子碰撞所损失的能量可以忽略不计D.电子非常小，阿尔法粒子无法与电子碰撞。5.(多选)如图所示是卢瑟福和他的同事们的粒子散射实验装置的示意图。当荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C和D四个位置时，观察到的现象在下面的陈述中是正确的()A.当放置在位置a时，在屏幕上观察到的闪光数量是同时最大的。B.当放置在位置b时，同时在屏幕上观察到的闪光次数仅略少于位置a。C.当放置在位置c和d时，屏幕上看不到闪光。当放置在位置d时，屏幕上仍然可以观察到一些闪光，但是闪光的数量非常少。6.(多选)英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射现象。如图所示，O代表金核的位置，它能正确地代表实验中粒子通过金核附近的运动轨迹()商业发展7.如图所示，根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核结构模型。图中的虚线表示由原子核形成的电场的等势线，实线表示粒子的轨迹。在粒子从A到B再到C的过程中，下面的陈述是正确的()A.动能先增加后减少B.电势能量先减小后增大电场力先做负功，然后做正功，总功等于零D.加速度先减小后增大8.(多选)在粒子散射实验中，当粒子最靠近原子核时，粒子满足以下哪一个条件()A.最低动能b .最低势能C.由粒子和金原子组成的系统的能量最小，原子核的排斥力最大。9.如图所示，实线代表金核电场的等势线，虚线代表分散在金核场中的粒子的轨迹。假设粒子分别以速度va、vb和vc通过点A、B和C，电势分别为a、b和c，则()vavbvc，bacB.vbvcva，bavavc，bacD.vbvaac10.在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作是静止的。下图显示了两个粒子经历金箔散射过程的轨迹，其中正确的是()C第三节玻尔的原子模型一、玻尔理论的内容轨道量化：轨道半径只能是一些不连续的和一些离散的值能量量化：对应于轨道量化的能量不连续性跃迁假说：当一个原子从一个稳态(能量设定为E2)跃迁到另一个稳态(能量设定为E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由两个稳态之间的能量差决定，即h =E2-E1(或E1-E2)。总而言之，根据玻尔的原子理论，电子只能在某些可能的轨道上运动。电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于静止状态。只有当电子从一个轨道转移到另一个轨道时，能量才被辐射。辐射能量是一个接一个的，等于两个稳态之间的能量差。这是玻尔理论的主要内容二。氢原子的能级结构氢原子在不同能级的能量和相应的电子轨道半径是en=(n=1，2，3，)；Rn=n2r1 (n=1，2，3，)，其中E1 13.6ev，R1=0.5310-10m。三。原子能级跃迁(1)能级跃迁：电子中的原子(2)光子辐射和吸收：由于原子的能级是一系列不连续的值，并且任何两个能级都是不连续的，所以原子辐射或吸收特定频率的光子。辐射光子后，原子将从较高的能级跃迁到较低的能级；吸收光子后，原子会从较低的能级跃迁到较高的能级。辐射或吸收光子的能量满足h =em-en (m n)，能级差越高，辐射或吸收光子的频率越高。(3)原子能的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子势能减小，电子动能增加，原子向外辐射光子，原子能减少。相反，当轨道半径增加时，原子势能增加，电子动能减少，原子吸收光子，原子能增加。1.关于玻尔的原子模型，下列陈述是正确的()它完全否定了经典的电磁理论。它发展了卢瑟福的核结构理论它完全抛弃了经典的电磁理论，它引入了普朗克的量子理论2.玻尔在他的原子模型中的假设是()当一个原子处于一种被称为静止状态的能量状态时，尽管电子加速了，但它们不会向外辐射能量原子的不同能量状态对应于电子围绕原子核沿不同圆形轨道的运动，电子可能轨道的分布是不连续的当电子从一个轨道转移到另一个轨道时，它们辐射(或吸收)一定频率的光子能量。电子跃迁期间辐射的光子频率等于电子围绕原子核做圆周运动的频率3.(多选)关于玻尔的原子模型理论，下面的陈述是正确的()A.原子可以处于连续的能态。原子的能态不能是连续的C.当原子的核外电子在轨道上运动时，它们向外辐射能量D.当原子的核外电子在轨道上运动时，它们不会向外辐射能量4.关于玻尔的原子模型理论，以下陈述是正确的()A.原子可以处于连续的能态b。原子的能态不是连续的C.原子核外的电子在原子核周围做加速运动，必须向外辐射能量。D.原子核周围原子中电子轨道的半径是连续的5.根据玻尔的氢原子理论，在各种可能的轨道上运动的电子的能量是指()A.电子的动能电子的动能和势能之和6.(多选)原子能量化指的是()A.原子的能量是不变的。原子的