课时跟踪检测（十五） 原子的核式结构模型

课时跟踪检测（十五）原子的核式结构模型Aeq\a\vs4\al()组—重基础·体现综合1．(多选)关于电子的发现，下列说法正确的是 ()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．在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒D．电子带负电，使人们意识到原子内应该还有带正电的部分解析：选BCD发现电子时，人们对原子的结构仍然不清楚，但人们意识到电子应该是原子的组成部分，故A错误，B正确；在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒，C正确；原子对外显电中性，而电子带负电，使人们意识到，原子中应该还有其他带正电的部分，D正确。2．(多选)下列说法正确的是 ()A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量e＝1.602176634×10－19CB．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C．汤姆孙油滴实验更重要的发现是电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍D．通过实验测得电子的比荷及其电荷量e的值，就可以确定电子的质量解析：选BD电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的，选项A、C错误，选项B正确；测出比荷的值eq\f(e,m)和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故选项D正确。3．如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是 ()A．该实验证实了原子的枣糕模型的正确性B．只有少数的α粒子发生大角度偏转C．根据该实验估算出原子核的直径约为10－10mD．α粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转解析：选Bα粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大角度的偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来)，根据α粒子散射实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故A错误，B正确；原子核的直径数量级为10－15m～10－14m，故C错误；发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和金原子的原子核发生碰撞的结果，α粒子与电子碰撞时不会发生大角度的偏转，故D错误。4．(多选)在α粒子散射实验中，只有少数的α粒子发生大角度的偏转，下列解释正确的是 ()A．相对于原子的体积，集中几乎所有质量的原子核体积很小B．多数α粒子通过金箔时，离原子核较远，受到周围原子核的库仑斥力作用可忽略C．少数的α粒子通过金箔时与电子发生碰撞，运动方向发生了较大的改变D．少数的α粒子通过金箔时，离原子核较近，受到原子核较大的冲量作用解析：选ABD由于原子的体积远远大于原子核的体积，原子内多为“空旷地带”，当α粒子穿越金箔时，多数α粒子离原子核较远，α粒子受到的库仑力可忽略，A、B正确；电子的质量较小，对α粒子的运动方向几乎不产生影响，C错误；当少数α粒子距原子核较近时，库仑斥力较大，α粒子受到原子核较大的冲量作用，就会发生大角度的偏转，D正确。5.(多选)如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是()A．α粒子在A处的速度比B处的速度小B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小C．α粒子在A、C两处的速度大小相等D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小解析：选CDα粒子由A经B运动到C，由于受到库仑力的作用，α粒子先减速后加速，所以A项错误，D正确；库仑斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B项错误；A、C处于同一个等势面上，从A到C库仑力不做功，动能不变，速度大小不变，C项正确。6.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中实线所示。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，则该原子核所在的区域可能是 ()A．① B．②C．③ D．④解析：选A卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以原子核可能在①区域，故A正确，B、C、D错误。7.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图，图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是 ()A．图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大B．图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了碰撞C．绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小D．绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明α粒子未受到金原子核的作用力解析：选C题图中大角度偏转的α粒子所受的库仑斥力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；题图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生碰撞，故B错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使α粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的原子核只占整个原子的很小空间，故C正确，D错误。8．(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是 ()A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转解析：选AC阴极射线是电子流，电子在电场中所受电场力与电场方向相反，可知选项C正确，B错误；加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，选项D错误；当不加电场和磁场时，由于电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A正确。9.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。密立根实验的原理如图所示，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两板之间的电场中，小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，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1.92×105N/C，油滴半径是1.64×10－6cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所带的电荷量，这个电荷量是电子电荷量的多少倍？(取π＝3.14，g＝9.8m/s2，e＝1.6×10－19C)解析：小油滴质量为m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3由题意得mg＝Eq联立解得q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4×3.14×1.64×10－63×9.8,3×1.92×105)C≈8.02×10－19C小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的倍数为n＝eq\f(q,e)＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5倍。答案：8.02×10－19C5倍Beq\a\vs4\al()组—重应用·体现创新10.如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，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，显示出电子束的径迹，现在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 ()A．没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线B．若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束会向上偏转C．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场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱解析：选C没有施加磁场时，电子束受到电场力作用，做加速直线运动，A选项错误；电子束在阴极射线管中从左到右运动，加上图示的磁场后，根据左手定则可知，电子在洛伦兹力的作用下轨迹向下偏转，B选项错误；根据电子束在磁场中的运动径迹和左手定则即可判断阴极射线管两个电极的极性，C选项正确；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，根据轨迹弯曲程度可以判断出磁场强弱，D选项错误。11．(多选)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里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，则偏转磁场磁感应强度应该先由小到大，再由大到小解析：选AC偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在O点，A正确；由阴极射线的电性及左手定则可知B错误，C正确；由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误。12．英国科学家汤姆孙以及他所带领的一批学者对原子结构的研究奠定了近代物理学的基石，其中他对阴极射线粒子比荷测定的实验最为著名，实验装置如图甲所示。某学校的学生在实验室重做该实验，装置如图乙所示，在玻璃管内的阴极K发射的射线被加速后，沿直线到达画有正方形方格的荧光屏上。在上下正对的平行金属极板上加上电压，在板间形成电场强度为E的匀强电场，射线向上偏转；再给玻璃管前后的励磁线圈加上适当的电压，在线圈之间形成磁感应强度为B的匀强磁场，使射线沿直线运动，不发生偏转。之后再去掉平行板间的电压，射线向下偏转，打在屏上A点，如图丙所示。(不计射线的重力，匀强电场、匀强磁场范围限定在刻度“1”和“7”所在的竖直直线之间，且射线由刻度“1”所在位置进入该区域)。(1)求该射线进入场区时的初速度v；(2)已知正方形方格边长为d，求该射线粒子的比荷eq\f(q,m)；(3)求带电粒子在磁场中运动到A点的时间？解析：(1)射线被加速后在电场力和洛伦兹力的共同作用下做匀速直线运动，根据平衡条件得qE＝qvB，解得射线被加速后的速度为v＝eq\f(E,B)。

(2)去掉金属板间电压后，粒子不再受到电场力，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，经过A点，设轨迹圆心为O，半径为r，如图所示。则有(4d)2＝r2－(r－2d)2，