4.3 原子的核式结构模型 同步训练 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

4.3原子的核式结构模型（同步训练）一、选择题1.关于电子的发现，下列叙述中不正确的是()A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的B．电子的发现，说明原子具有一定的结构C．电子是第一种被人类发现的微观粒子D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象2.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是()A．α粒子散射实验B．电子的发现C．光电效应现象的发现D．天然放射性现象的发现3.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内4.如图为卢瑟福的α粒子散射实验，①、②两条线表示实验中α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为()A．轨迹aB．轨迹bC．轨迹cD．轨迹d5.关于α粒子散射实验，下列说法不正确的是()A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光6.密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下、场强为E的匀强电场．用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴．通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A.悬浮油滴带正电B.悬浮油滴的电荷量为eq\f(mg,U)C.增大场强，悬浮油滴将向上运动D.油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍7.如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图．显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光．安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转．下列说法中正确的是()A.如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点B.如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里C.如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向外D.如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场强度应该先由小到大，再由大到小8.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对α粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是()一定在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．一定在④区域9.(多选)对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有()A.实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的显微镜B.金箔的厚度对实验无影响C.如果不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象D.实验装置必须放在真空中10.(多选)卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是()A．解释α粒子散射现象B．用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小C．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子D．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的二、非选择题11.卢瑟福的原子核式结构模型认为，核外电子绕核运动．设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，氢原子中电子离核最近的轨道半径为r1，已知电子电荷量为e，静电力常量为k，用经典物理学的知识，(1)计算电子在半径为r1的轨道运动时的动能．(2)设轨道2的半径r2＝4r1，计算电子在轨道2运动时的动能．(3)比较电子在轨道1与轨道2的动能，Ek1________Ek2(填“＞”“＜”或“＝”)，电势能Ep1________Ep2(填“＞”“＜”或“＝”)．12．α粒子的质量大约是电子质量的7300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少？13.带电粒子的电荷量与质量的比值(eq\f(q,m))称为荷质比．汤姆孙当年用来测定电子荷质比的实验装置如图所示．真空玻璃管内的阴极K发出的电子经过加速电压加速后，形成细细的一束电子流．当极板C、D间不加偏转电压时，电子束将打在荧光屏上的O点；若在C、D间加上电压U，则电子束将打在荧光屏上的P点，P点与O点的竖直距离为h；若再在C、D极板间加一方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，电子束又重新打在了O点．已知极板C、D的长度为L1，C、D间的距离为d，极板右端到荧光屏的距离为L2.不计电子重力影响．(1)求电子打在荧光屏O点时速度的大小；(2)推导出电子荷质比的表达式(结果用题中给定的已知量的字母表示)；(3)若L1＝5.00cm，d＝1.50cm，L2＝10.00cm，偏转电压U＝200V，磁感应强度B＝6.3×10－4T，h＝3.0cm.估算电子荷质比的数量级．

参考答案：一、选择题1.A2.A3.B4.A5.D6.C7.A8.A9.ACD10.AB二、非选择题11.答案：(1)keq\f(e2,2r1)(2)keq\f(e2,8r1)(3)＞＜解析：(1)根据库仑力充当向心力有keq\f(e2,r\o\al(2,1))＝meq\f(v2,r1)，故Ek＝eq\f(1,2)mv2＝keq\f(e2,2r1).(2)由(1)知当r2＝4r1时有Ek′＝keq\f(e2,2r2)＝keq\f(e2,8r1).(3)由(2)知由轨道1运动至轨道2，电子动能减小，故Ek1＞Ek2，由轨道1至轨道2过程中，电子克服库仑力引力做功，电势能增大，故Ep1＜Ep2.12．解：设电子质量为m，碰后α粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性正碰中动量和能量守恒有eq\f(1,2)×7300mv2＝eq\f(1,2)×7300mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，7300mv＝7300mv1＋mv2，解得v1＝eq\f(7300m－m,7300m＋m)v＝eq\f(7299,7301)v.因此碰撞后α粒子速度减小了v－v1＝eq\f(2,7301)v.13.解：(1)加上磁场后，电子做匀速直线运动evB＝eE，其中U＝Ed，联立解得v＝eq\f(U,Bd).(2)极板间只加电场时，电子在电场中做类平抛运动．水平方向上做匀速直线运动L1＝vt1，在竖直方向上做匀加速直线运动，加速度a＝eq\f(eU,md)，偏转距离y1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，离开极板区域时竖直方向的分速度v