【名师推荐资料】2020学年高中物理第三章原子核原子结构习题教科版选修3-5(精品)

1、最新审定版资料欢迎下载!原子结构、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（ ）.A .如果A K间距离减半而电压仍为 U不变，则电子离开 K时的速度变为2vB .如果A K间距离减半而电压仍为 U不变，则电子离开 K时的速度变为-2C .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-2K时的速度变为v2D .如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开2 .关于密立根“油滴实验

2、”，下列说法正确的是（）.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 .在卢瑟福的口粒子散射实验中，有少数仅粒子发生大角度偏转，其原因是（）.A .原子的正电荷和几乎全部质量都集中在一个核上

3、B .原子内部很“空旷”，原子核很小C .正电荷在原子中是均匀分布的D .电子对“粒子的作用很强5 . a粒子散射实验中，不考虑电子和a粒子的碰撞影响，是因为（）.A . a粒子与电子根本无相互作用B .因为电子是均匀分布的，a粒子受电子作用的合力为零C . 口粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D .电子很小， 口粒子碰撞不到电子6 .关于口粒子散射实验，下列说法中正确的是（）.A . 口粒子穿过原子时，由于 a粒子的质量比电子大得多，电子不可能使口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a粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着

4、对 a粒子产生库仑力的正电荷C . a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，口粒子接近原子核的机会很小D .使a粒子发生大角度偏转的原因是 a粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对a粒子的斥力不相等7.如图所示，X表示金原子核，口粒子射向金核时被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可能 是图中的（）.8.如图所示为 豆粒子散射实验中口粒子穿过某一金原子核附近时的示意图, 于两个等势面上，则以下的说法中正确的是（）.A B、C三点分别位A . a粒子在A处的速率比在 B处的速率小B . 口粒子在B处的速率最大C .覆粒子在A C处的速率相同D , 口粒子在B处的速率比在 C

5、处的速率小二、填空题9 . 1897年，汤姆孙在研究阴极射线性质时，测出了阴极射线的 ,并确定其带 电，组成粒子被称为 .10 .电子的电荷量是1910年由密立根通过著名的 测定的，电子的电荷量约为 ，质量 约为.11.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的/ C-196.40 X 10-199.60 X 10191.6 X10-194.80 X 1012 . 1911年卢瑟福依据d粒子散射实验中少部分 «粒子发生了

6、(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a粒子轰击金箔，则其速度约为m/s.(质子和中子的质量均为1.67 X 10 27 kg, 1 MeV=1X 10 6 eV)三、解答题13 .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&与P之间的距离为a,离子从缝S1进入电场时的速度不计.求该离子的比荷

7、9.m14 .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，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1.92 X 105 N/C,油滴半径是1.64 X 10 4 cm,油滴的密度是 0.851 g /cnf,求：喷雾喜嘴直流电源

8、01 日-一 = 一 一(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？15 . 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a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，并且有极少数口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。，这就是支粒子散射实验.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vo的口

9、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，a粒子在距离Q为r的点的电势能 W = kQ金。二,k=9.0X109N- m2/C2,金 r27 .7的原子序数为 79, 口粒子质重 m0f = 6.64父10 kg , a粒子初速度 vo=1.6 x 10 m/s,电子电何重_ _ 19 _e=1.6X10 C.(1)若该a粒子距离这个金核 口时，其速度为vi,加速度为a1,则在距离这个金核 2时，其速 度V2,加速度a2各为多少？(2)请估算出金原子核的直径 d.【答案与解析】 一、选择题1 .【答案】D1 O O【斛析】对电子从 A到K的过程应用动能th理：

10、Ue = - mv2 -02,所以电子离开 K时的速度取决2于A、K之间电压的大小，A错，B错；如果电压减半，则口应变为原来的半，C错，D对.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. 6X10 T9 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1.6X10-9 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】

11、A B【解析】应从逻辑推理方面思考问题.5 .【答案】C【解析】a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， 只有口粒子质量的七千分之一，碰撞时对 a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，对口粒子不起作用，A正确；a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】a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.离金原子核越远的仪粒子，受到的斥

12、力越小.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，a粒子在点电荷的电场中运动，由能量守恒和功能关系求解.a粒子在发生散射时，动能与电势能之和守恒，豆粒子在A点与C点时电势能相等，故在经过 A C两点时，支粒子的动能也必然相等， C选项正确.在a粒子 从A到B过程中电场力对 口粒子做负功，动能减小，Va> Vb；在a粒子从B到C过程中，电场力做正功，动能增大，Vc>Vb,所以D选项正确，而 A、B选项错误.、填空题9 .【答案】比荷负电子10 .【答案】“油滴实验”1.6 X10 19 C 9.1 X10 31 kg11 .【答案】任何带

13、电体带电荷量都为1.6X10 T9 C的整数倍12 .【答案】大 6.9 X10612 一由动能 Ek = mv得，【解析】通过a粒子散射实验可观察到的现象是：绝大多数a粒子几乎不偏转，有少数a粒子发 生大角度偏转，甚至有的原方向返回；口粒子由两个质子和两个中子构成,2F,2 106 16 10“9°粒子的速度 v=J2El= 2_01.6 107 m / s = 6.9M106m/s. 4 1.67 10三、解答题13 .【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 C度为v,在电场中加速满足 qU = mv2.2在磁场中偏

14、转满足 Bqv=mV/r,而r=a/2.解以上三式可得:q 8U一 02 2 m B a14 .【答案】见解析。【解析】（1）油滴受力平衡，即 mg=Eq4 . Q油滴的质重为：m = PV = Rmr代入上式,334 0r3g =Eq ,所以 q = ',g =8.0父10,七.33E_ _ 19 一/c、 q 8.0 10 Cw(2) n=U =不一 =5倍.e 1.6 10 Cri15 .【答案】见解析。【解析】（1）由牛顿第二定律知 aocF,由库仑定律Fm',故有曳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 qa 1 r 2m：V1 二kQ 金 q612-m：V2 解得v2 =2kQ金qa 11m：V12-七亮卜26.64 10'7（2）设a粒子从零势能位置以速度 恒定律得