人教版高中物理选择性必修第3册课后习题 第四章 原子结构和波粒二象性 3.原子的核式结构模型.docVIP

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3.原子的核式结构模型

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.下列是某实验小组测得的一组电荷量,哪项是符合事实的()

A.+3×10-19C B.+4.6×10-19C

C.-3.2×10-26C D.-4.8×10-19C

答案D

解析电荷是量子化的,任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。1.6×10-19C是目前为止自然界中最小的电荷量,故D正确。

2.卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是()

答案D

解析α粒子轰击金箔后偏转,越靠近金原子核,偏转的角度越大,所以A、B、C错误,D正确。

3.α粒子散射实验中,不考虑电子和α粒子的碰撞影响,是因为()

A.α粒子与电子根本无相互作用

B.α粒子受电子作用的合力为零,电子是均匀分布的

C.α粒子和电子碰撞损失的能量极少,可忽略不计

D.电子很小,α粒子碰撞不到电子

答案C

解析在α粒子散射实验中,电子与α粒子存在相互作用,A错;电子质量只有α粒子的17300

4.(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

B.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.通过实验测出电子的比荷和电子电荷量e的值,就可以确定电子的质量

答案BD

解析电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的,电荷是量子化的也是密立根发现的,A、C错误,B正确;测出电子比荷的值em

5.(多选)卢瑟福和他的学生用α粒子轰击不同的金属,并同时进行观测,经过大量的实验,最终确定了原子的核式结构。如图为该实验的装置,其中荧光屏能随显微镜在图中的圆面内转动。当用α粒子轰击金箔时,在不同位置进行观测,如果观测的时间相同,则下列说法正确的是()

A.在1处看到的闪光次数最多

B.2处的闪光次数比4处多

C.3和4处没有闪光

D.4处有闪光但次数极少

答案ABD

解析在卢瑟福α粒子散射实验中,α粒子穿过金箔后,绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进,则在1处看到的闪光次数最多,故A正确;少数α粒子发生大角度偏转,极少数α粒子偏转角度大于90°,极个别α粒子被反弹回来,在2、3、4位置观察到的闪光次数依次减少,故C错误,B、D正确。

关键能力提升练

6.(多选)如图所示是阴极射线显像管及其偏转圈的示意图,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,则偏转磁场的磁感应强度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,则偏转磁场的磁感应强度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,则偏转磁场的磁感应强度应该先由小到大,再由大到小

答案AC

解析如果偏转线圈中没有电流,则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=mvqB

7.如图所示,电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的平行板电容器中,出电场时打在屏上P点,经测量OP距离为Y0,求电子的比荷。

答案2d

解析由于电子在电场中做类平抛运动,沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动,满足Y0=12at2=12·eUdm·lv

8.电子的比荷最早由美国科学家密立根通过油滴实验测出,如图所示,两块水平放置的平行金属板上、下极板与电源正、负极相接,上、下极板分别带正、负电荷,油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带负电,油滴进入上极板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动,两金属板间距为d,不计空气阻力和浮力。

(1)调节两板的电势差u,当u=U0时,使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动,求油滴所带的电荷量q为多少?

(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴的电荷量Q。

答案(1)m1gdU0(2)m

解析(1)油滴匀速下落过程受到的电场力和重力平衡,由平衡条件得qU0d=m1g,得q=m1g

(2)油滴加速下落,其所带电荷量为Q,因油滴带负电,则油滴所受的电场力方向向上,设此时的加速度大小为a,由牛顿第二定律和运动学公式得m2g-QUd=m2a,d=12at2,解得Q=m2dU