教科版高中物理选修(3-5)第二章《原子结构》word滚动检测

教科版高中物理选修(3-5)第二章《原子结构》word滚动检测滚动检测(二) 原子结构
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(共8小题，共56分)
1．如图1-所示一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的轨迹往下偏，则
( )．
图1
A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的偏转往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D．电子束的轨迹与AB中电流方向无关
解析因为AB中通有电流，所以会在阴极射线管中产生磁场，电子受到洛伦兹力作用而发生偏转，由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直于纸面向里，再根据安培定则可知，AB中的电流方向应是由B流向A，当AB中的电流方向变为由A向B，则AB上方的磁场方向变为垂直于纸面向外，电子所受洛伦兹力方向变为向上，电子束的轨迹会变为向上偏转．答案 BC
2．关于阴极射线，下列说法正确的是
( )．
A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流 C．阴极射线是组成物体的原子
D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转
解析阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，B正确．电子是原子的组成部分，C错误．电子可被电场、磁场偏转，D正确．答案 BD
3．氢原子部分能级示意图如图2-所示．不同色光的光子能量如下表所示．色光光子能量范围 (eV) 红 1.61 ～2.00 橙 2.00 ～2.07 黄 2.07 ～2.14 绿 2.14 ～2.53 蓝-靛 2.53 ～2.76 紫 2.76 ～3.10
图2
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为
( )．
A．红、蓝-靛 C．红、紫
B．黄、绿 D．蓝-靛、紫
解析由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 eV～3.10 eV，处于某激
发态的氢原子能级跃迁时：E3－E2＝(3.40－1.51) eV＝1.89 eV，此范围为红光．E4－E2
＝(3.40－0.85) eV＝2.55 eV，此范围为蓝－靛光，故本题正确选项为A. 答案 A
4．若在如图3所示的阴极射线管
中部加竖直向上的电场，则应加什么方向的大小合适的磁场才能让阴极射线不偏转
( )．
图3
A．竖直向上
B．竖直向下
C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
解析由阴极射线的电性及左手定则可判断D项正确．答案 D
5．关于α粒子散射实验
( )．
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度大的偏转 B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少 C．α粒子离开原子核的过程中，动能增加，电势能也增加D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小解析由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进．只有极少
数发生大角度的偏转，从α粒子的散射实验的数据可以估算出原子核直径的大小约为10
－15 m～10－14 m．由此可知A错、D正确；α
粒子向金属核射去，如图所示．可知α粒子接近核时，克服电场力做功，所以其动
能减少，电势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做正功，其动能增加，电势能减少，所以选项B、C都错．答案 D
6．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图4所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度大小分别为va、vb、vc，则其关系为
( )．
图4
A．va＜vb＜vc
B．vc＜vb＜va
C．vb＜va＜vc D．vc＜va＜vb
解析α粒子和原子核都带正电相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，va＞vb，当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vc＞vb.又因为从a到c的整个过程电场力对α粒子做正功，故va＜vc，所以vc＞va＞vb，选项C 正确．答案 C
7．关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是
( )．
A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是α粒子受力平衡的结果
B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的
C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大
解析在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向前进，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的．故A 错、B对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于α粒子的质量，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故C对、D错．答案 BC
8．在α粒子散射实验中，当α粒子穿过金箔时，下列理解正确的是
( )．
A．与金原子核相距较远的α粒子，可能发生大角度偏转 B．与金原子核相距较近的α粒子，可能发生大角度偏转 C．α粒子与金原子核距离最近时，系统的能量最小D．α粒子与金原子核距离最近时，系统的电势能最大
解析对α粒子散射现象，卢瑟福的核式结构学说作出了圆满的解释，并推
算出了原子核的直径在10－14 m以下，只相当于原子半径的十万分之一．若把原子核看成直径为1 cm的小球，则原子相当于直径100 m的球体，α粒子穿过金箔时，只有少数α粒子可能离核较近，金原子核对α粒子的库仑力较大，使α粒子发生大角度偏转，故A错误、B正确．α粒子与金原子核之间的作用力是库仑斥力，在α粒子向金原子核靠近时，要克服库仑力做功，α粒子的动能减少，电势能增加；在α粒子远离金原子核时，库仑力对α粒子做功，α粒子的动能增加，电势能减少．α粒子与金原子核组成的系统总能量不变．它们距离最近时，系统的电势能最大，故C错、D对，故选B、D. 答案 BD
二、非选择题(共4小题，共44分)
9．(10分)卢瑟福提出的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核．如果把原子看成半径为1000 m的大球，请你估算原子核半径的大小．解析由α粒子散射实验测出原子核的半径约为10－15 m，而原子的半径约为110－10 m，原子核的半径与原子的半径之比为105，由此知题中所说的原子核的1000
半径约r核＝105 m＝1.0×10－2 m＝1 cm. 答案半径约1 cm
10．(10分)用α粒子轰击金箔时，测得α粒子能接近金箔的最小距离为2.0×10
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m．金原子核的平均密度约为多少？(阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1，
金元素的摩尔质量M＝197 g・mol－1)
解析可以把α粒子能接近金箔的最小距离看做金原子核的半径R，金原子44
核的体积V＝3πR3＝3π×(2.0×10－14)3m3＝3.3×10－41m3，一个金原子的质量：M197×10m0－25m0＝＝kg，则金原子核的平均密度ρ＝＝23kg＝3.3×10NAV6×103.3×10－253163
－41kg/m＝1×10kg/m.
3.3×10
答案1×1016kg/m3
11．(10分)密立根油滴实验原理之一是库仑力与重力平衡：用油雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间．油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的(有正负之分)，设油滴的质量为m，两极板间的电压为U，则油滴在
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