118巩固练习原子结构

1、A .如果A、K间距离减半而电压仍为 U不变,B .如果A、K间距离减半而电压仍为 U不变,C .如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开则电子离开 K时的速度变为2vv则电子离开 K时的速度变为一2v2K时的速度变为D .如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为42v2).).).【巩固练习】一、选择题1.图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极， A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为 V.下面的说法中正确的是（2 关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是

2、（A 密立根利用电场力和重力平衡的方法，测得了带电体的最小带电荷量B 密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量C 密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量D 密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子的千分之一3 .卢瑟福预想到原子核内除质子外还有中子，他的事实依据是（ A 电子数与质子数相等B 原子核的质量大约是质子质量的整数倍C 原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D 质子和中子的质量几乎相等4、（2015上海高考）在 粒子散射实验中，电子对 粒子运动的影响可以忽略，这是因为与 粒 子相比，电子的（A.电量太小B.速度太小C.体积太小D.质量太小5. 粒子

3、散射实验中，不考虑电子和A .粒子与电子根本无相互作用B 因为电子是均匀分布的，粒子受电子作用的合力为零C .粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D .电子很小，粒子碰撞不到电子粒子的碰撞影响，是因为（).6 关于 粒子散射实验，下列说法中正确的是（）.A .粒子穿过原子时，由于粒子的质量比电子大得多，电子不可能使粒子的运动方向发生明显的改变B .由于绝大多数仅粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，所以使 是在原子中极小的区域内集中着对粒子产生库仑力的正电荷C. 粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小, 的机会很小D .使 粒子发生大角度偏转的原因是力不相等粒子发生大角度偏

4、转的原因粒子接近原子核粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对粒子的斥7 .如图所示, 能是图中的（粒子射向金核时被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可X表示金原子核，8如图所示为粒子散射实验中粒子穿过某一金原子核附近时的示意图,位于两个等势面上，则以下的说法中正确的是（）.A、B、C三点分别aA .粒子在B .粒子在C.粒子在D .粒子在A处的速率比在 B处的速率小B处的速率最大A、C处的速率相同B处的速率比在C处的速率小9、（2014秦州区期末考）从阴极射线管射出一束电子，通过图示的磁场，以下四幅图中能正确描绘电子偏转情况的是（D.10、（2015安徽模拟）如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经

5、抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显A .B .C.，并确定其带测定的，电子的电荷量约为，质量示出电子束的轨迹，现用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束向上偏转施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性D.施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁

6、场中的运动的径迹，可以 判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱二、填空题1. 1897年，汤姆孙在研究阴极射线性质时，测出了阴极射线的 电，组成粒子被称为 _.2 .电子的电荷量是 1910年由密立根通过著名的 约为 .3 .密立根用喷雾的方法获得了带电液滴，然后把这些带有不同电荷量和质量的液滴置于电场中, 通过电场力和重力平衡的方法最终测得了带电液滴的带电荷量.某次测量中，他得到了如下数据，则 可得出结论为： _.液滴编号1234带电荷量/ C6.40 X 10199.60 X 10 191.6 X 10 194.80 X 10 194 . 1911年卢瑟福依据d粒子散射实验中少部分粒子发

7、生了 _（填“大”或“小”）角度偏转现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1 MeV的 粒子轰击金箔，则其速度约为_m/s .（质子和中子的质量均为 1.67X 10 27 kg, 1 MeV=1 x 106 eV）三、解答题1.质谱仪是一种测定带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3-1-5 所示.让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子.这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1,进入加速电场被加速.然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点.已知加速电压为 U ,磁场的磁感应强度为 B，缝S2与P之间的距离为a,离子从缝S1进入电场时的速度不计.求该离子

8、的 比荷q .m2 电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根于1910年通过“油滴实验”测得的.他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍.这个最小电荷量金的原子序数为79,粒子质量m电子电荷量e=1.6x 1019 C.(1) 若该粒子距离这个金核 度V2,加速度a2各为多少？(2) 请估算出金原子核的直径ri时，其速度为vi，加速度为ai，则在距离这个金核2时，其速d.就是电子所带的电荷量密立根实验的原理图如图3-1-6所示，A、B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电.从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板间的电场中.如果小油滴带负电

9、，调节A、B两板间的电场强度，可使小油滴受到的电场力和重力平衡.已知小油滴静止处的电场 强度是1.92X 105 N/C,油滴半径是1.64X 104 cm,油滴的密度是0.851 g/cm3,求：T 5-(1)油滴所带的电荷量；(2 )这个电荷量是电子电荷量的多少倍?3. 1909年1911年，英国物理学家卢瑟福与其合作者们做了用粒子轰击固定金箔的实验，发现绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数仅粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数粒子偏转角度超过了 90,有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180,这就是粒子散射实验.为了解释这个结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的

10、中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间里绕着核旋 转.设某一次实验，有一初速度为V0的 粒子正对着金箔中某一金原子核Q运动，结果被反向弹回.已知在点电荷Q的电场中，粒子在距离Q为r的点的电势能 W kQ金q , k=9.0 x 109 N - m2/C2,r 27276.64 10 kg , 粒子初速度 V0=1.6X 107 m/s,时的速度取C错，D对.【答案与解析】、选择题1.【答案】D12 2【解析】对电子从 A到K的过程应用动能定理：Ue mv 0，所以电子离开 K2决于A、K之间电压的大小，A错，B错；如果电压减半，则

11、口应变为原来的半，2【答案】B【解析】密立根“油滴实验”是利用喷雾的方法，在已知小液滴质量的前提下利用电场力和小液 滴的重力平衡，推算出每个小液滴带电荷量都是1.6X 1019 C的整数倍；带电体的带电荷量不是连续的，而是量子化的；并且电子的带电荷量也为1.6 X 1019 C，带负电.故正确答案为 B.3.【答案】C【解析】如果原子核内只有质子，那么质量数和核电荷数应该相同，但事实是质量数与核电荷数 不相同，说明原子核内还有不带电的物质，所以C正确.4、【答案】DB选项正确。A错误;故C正确;生大角度偏转，甚至有的原方向返回;【解析】粒子的质量是电子质量的 7000多倍，粒子碰到电子，像子弹

12、碰到灰尘，损失的能量极小，几乎不改变运动的轨迹，故D正确。5.【答案】C【解析】粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有 粒子质量的七千分之一，碰撞时对粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样，故正确答案为C.6.【答案】A、B、C【解析】电子的质量很小，当和仅粒子作用时，对粒子不起作用，A正确；粒子发生了大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部的质量集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误.7.【答案】D【解析】粒子和金原子核之间存在斥力，它们之间距离的远近与斥力的大小都影响运动轨迹.金原子核越远的仪粒子，受到的斥力越小

13、.8.【答案】C、D【解析】本题综合考查能量守恒定律，原子核可看做是一个带正电的点电荷，粒子在点电荷的电场中运动，由能量守恒和功能关系求解.粒子在发生散射时，动能与电势能之和守恒，粒子在A点与C点时电势能相等，故在经过 A、C两点时，粒子的动能也必然相等， C选项正确在 粒子从A到B过程中电场力对粒子做负功，动能减小， VAVB；在 粒子从B到C过程中，电场力做正功，动能增大，VCVB,所以D选项正确，而 A、B选项错误.9、【答案】B【解析】如图，电子束从阴极（负极）射出，根据左手定则，伸开左手，磁感线穿过手心，四指 指向电子运动的相反方向，大拇指的方向就是洛伦兹力的方向，判断得知10、【答

14、案】C【解析】没有施加磁场时，电子束只受电场力，在电场力作用下做匀加速直线运动，故因为左边是阴极，右边是阳极，所以电子在阴极管中的运动方向是从左到右，产生的电流方向是从右到左，根据左手定则，四指指向左，手掌对向N极，此时大拇指指向下面，所以电子在洛伦兹力的作用下轨迹向下偏转，故B错误；根据轨迹和左手定则即可判断阴极射线管两个电极的极性, 施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，根据曲率半径可判断出磁场强弱，故D错误。二、填空题1.【答案】比荷 负电子2.【答案】“油滴实验”1.6 X 1019 C 9.1 X 1031 kg3【答案】任何带电

15、体带电荷量都为1.6X 10一19 C的整数倍4.【答案】大6.9X 106【解析】通过 粒子散射实验可观察到的现象是：绝大多数 粒子几乎不偏转，有少数 粒子发1 2 粒子由两个质子和两个中子构成，由动能Ek - mv得，粒子的速度V2生启卫丄晳m / s 6.9 106m/s.m V 4 1.67 10 27三、解答题21.【答案】见解析。【解析】粒子经电场加速，经磁场偏转两个过程，从轨迹可知，离子带正电，设它进入磁场时速1度为V,在电场中加速满足 qU -mV2.2Bqv=mv2/r，而 r=a/2.q在磁场中偏转满足解以上三式可得:8UB2a2 2 .【答案】见解析。【解析】（1）油滴受力平衡，即4 油滴的质量为：m V 3mg=Eq,r3代入上式,Eq，所以q -3E3毀 8.0 10 19C .3 .【答案】见解析。【解析】（1）由牛顿第二定律知 a F，由库仑定律F丄，故有ra2ar2亠2，解得a2r2riai -忽略金原子内电子产生电场的影响，由能量守恒定律得kQ金qri1-m V12kQ金q2V2 -解得2V1 r12