高中物理-电子的发现、原子的核式结构模型课时分层训练

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2019年高中物理课时跟踪检测(四)电子的发现与汤姆孙模型原子的核式结构模型(含解析)

电子的发现与汤姆孙模型原子的核式结构模型1．[多选]下列说法正确的是( )A．汤姆孙发现了电子并精确测出电子的电荷量B．稀薄气体导电可以看到辉光现象C．阴极射线是一种电磁波D．电子的发现使人们认识到原子可以再分解析：选BD 汤姆孙发现了电子，但电子的电荷量是由密立根油滴实验精确测出的，A 错；稀薄气体被电离可以导电，产生辉光现象，B正确；阴极射线是带负电的粒子流，即电子，C错。

电子的发现使人们认识到原子可以再分，D正确。

2．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )A．阴极射线本质是氢原子B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子D．阴极射线本质是X射线解析：选C 汤姆孙经过大量的实验，证明阴极射线是带电的粒子流，并称组成粒子流的粒子为电子，故选C。

3.[多选]如图为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下列说法中正确的是( )A．相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光D．放在C、D位置时屏上仍能观察到一些闪光，只是在D处观察到的闪光次数比在C 处还要少解析：选ACD 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，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粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故B错误，C、D正确。

4．[多选]关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．只有极少数α粒子发生了大角度散射B．α粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间C．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小D．α粒子散射实验的结果否定了汤姆孙给出的原子“枣糕模型”解析：选ABD α粒子散射实验中观察到只有极少数α粒子发生了大角度散射，说明带正电的物质只占整个原子的很小空间，选项A、B、D正确。

人教版江苏专用高中物理选择性必修第三册课时分层作业13原子的核式结构模型含答案

课时分层作业(十三)◎题组一电子的发现1．阴极射线管中加高电压的作用是()A．使管内的气体电离B．使阴极发出阴极射线C．使管内障碍物的电势升高D．使管内产生强电场，电场力做功使电子加速D[在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，B错误；阴极发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃壁发生撞击而产生荧光，故A、C错误，D正确。

]2．电子的发现是人类对物质结构认识上的一次飞跃，开创了探索物质微观结构的新时代。

下列关于电子的说法正确的是()A．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构B．电子不具有波动性C．电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性D．汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子D[电子的发现打破了原子不可再分的传统观念，即原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有内部结构，但没有使人们认识到原子具有核式结构，选项A错误；电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有波动性，选项B、C错误；汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子，选项D正确。

]3．如图所示是阴极射线管示意图。

接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。

要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是()A ．加一磁场，磁场方向沿z 轴负方向B ．加一磁场，磁场方向沿y 轴正方向C ．加一电场，电场方向沿z 轴负方向D ．加一电场，电场方向沿y 轴正方向B [若加磁场，由左手定则可知，所加磁场方向沿y 轴正方向，选项B 正确，A 错误；若加电场，因电子向下偏转，则电场方向沿z 轴正方向，选项C 、D 错误。

]4．如图所示，让一束均匀的阴极射线以速率v 垂直进入正交的电、磁场中，选择合适的磁感应强度B 和电场强度E ，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其半径为R ，求阴极射线中带电粒子的比荷。

新教材高中物理课时跟踪训练十五原子的核式结构模型新人教版选择性必修第三册

课时跟踪训练（十五）原子的核式结构模型A 级—双基达标1．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔,实验中发现α粒子( )A ．全部穿过或发生很小角度偏转B ．绝大多数发生很大角度偏转,甚至被弹回,只有少数穿过C ．全部发生很大角度偏转D ．绝大多数穿过,少数发生较大角度偏转,极少数甚至被弹回解析：选D 当α粒子穿过原子时,电子对α粒子影响很小,影响α粒子运动的主要是原子核,离原子核远则α粒子受到的库仑斥力很小,运动方向改变小,只有当α粒子与原子核十分接近时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,所以α粒子接近它的机会就很少,所以只有极少数发生大角度的偏转,而绝大多数基本按直线方向前进,故D 正确,A 、B 、C 错误。

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 ＝1.602 176 634×10－19 CB ．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10－10 mD ．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B α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。

2019-2020学年高中物理课时分层作业5原子的核式结构模型含解析教科版选修3-52

课时分层作业(五)　原子的核式结构模型(时间：40分钟　分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．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、可移动探测器B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，则不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以A　[若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，B 错．若改用铝箔，铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍能发生，C错．若放置在空气中，空气中的尘埃对α粒子的运动会产生影响，故D错．]2．(多选)在α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是( )A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D．α粒子一直受到库仑斥力，速度先减小后增大BD　[α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，二者组成的系统能量不变，故D正确．]3．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是( )A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能增加C．α粒子离开原子核的过程中，电势能增加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D　[由于原子核占整个原子很小的一部分，十分接近原子核的α粒子很少，所以绝大多数α粒子几乎不偏转，A错误；由α粒子散射实验数据，卢瑟福估算出了原子核的大小，D 正确；α粒子接近原子核的过程中，克服库仑力做功，所以动能减小，电势能增大，远离原子核时，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，B、C错误．]4．(多选)α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( ) A．动能最小B．电势能最小C．α粒子与金原子组成的系统的能量最小D．所受原子核的斥力最大AD [α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，动能减少，电势能增加．两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒．根据库仑定律，距离最近时，斥力最大．故A 、D 正确．]5．(多选)关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正确的是( )A ．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B ．经典电磁理论无法解释原子的稳定性C ．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上D ．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的BCD [根据经典电磁理论，电子绕核运动产生变化的电磁场，向外辐射电磁波，电子转动能量减少，轨道半径不断减小，运动频率不断改变，因此大量原子发光的光谱应该是连续谱，最终电子落到原子核上，所以A 错误，B 、C 、D 正确．]6．(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时的示意图，A 、B 、C 三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是( )A ．α粒子在A 处的速度比在B 处的速度小B ．α粒子在B 处的速度最大C ．α粒子在A 、C 处的速度大小相等D ．α粒子在B 处速度比在C 处速度小CD [由能量守恒定律可知，对于A 、B 、C 三点，A 、C 位于原子核形成的同一等势面上，电势能相同，故动能也相同，则A 、C 两点速率相同，C 正确；由A 到B ，α粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故B 点速度最小，D 正确，A 、B 错误．]二、非选择题(14分)7．速度为107 m/s 的α粒子从很远的地方飞来，与铝原子核发生对心碰撞，若α粒子的质量为4m 0，铝核的质量为27m 0，它们相距最近时，铝核获得的动能是原α粒子动能的多少倍？[解析]　当两者速度相同时相距最近，由动量守恒，得m αv 0＝(m α＋m 铝)v ，解得v ＝＝v 0m αv 0m α＋m 铝431所以＝＝.E k 铝E k α12m 铝v 212m αv 20108961[答案]　108961[能力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．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( )A．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A　[根据曲线运动的条件可知选项A正确．]2．关于原子结构，汤姆孙提出“葡萄干面包模型”，卢瑟福提出“行星模型”，分别如图甲和乙所示．他们都采用了类比推理的方法．下列事实中，主要采用类比推理的是( )葡萄干面包模型行星模型甲乙A．人们为便于研究物体的运动而建立质点模型B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波C　[模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物，类比有助于我们更好地认识事物的本质．质点模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略的摆的等时性是通过观察自然现象发现的；托马斯·杨是通过实验证实光是一种波，是建立在事实的基础上的．故正确选项为C.]3．(多选)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，系统的势能最大BD　[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，并推算了原子核半径的数量级为10－15 m ，只相当于原子半径的十万分之一．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粒子的动能减小，电势能增加；在α粒子远离金原子核时，库仑力对粒子做功，α粒子的动能增加，电势能减小．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，系统的势能最大，故C 错误，D 正确．]4．如图所示为卢瑟福的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dA [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，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a ，因离原子核越近，受到的库仑斥力越大，则偏转程度越大，故A 正确，B 、C 、D 错误．]二、非选择题(本大题共2小题，共26分)5．(12分)如图所示，M 、N 为原子核外的两个等势面，已知U NM ＝100 V ．一个α粒子以2.5×105 m/s 从等势面M 上的A 点运动到等势面N 上的B 点，求α粒子在B 点时速度的大小．(已知m α＝6.64×10－27 kg)[解析]　α粒子在由A 到B 的过程中，根据动能定理－2eU NM ＝m αv 2－m αv 121220由此得v ＝ v 20－4eU NM m α＝ m/s (2.5×105)2－4× 1.6×10－19×1006.64×10－27＝2.3×105 m/s.[答案]　2.3×105 m/s6．(14分)已知电子质量为9.1×10－31 kg ，带电荷量为－1.6×10－19 C ，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m ，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流．[解析]　由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供．根据＝k ，得v ＝e mv 2r e 2r 2krm＝1.6×10－19× m/s9×1090.53×10－10×9.1×10－31≈2.19×106 m/s其动能E k ＝mv 2＝×9.1×10－31×(2.19×106)2J1212≈2.18×10－18 J运动周期T ＝2πrv ＝ s≈1.52×10－16 s2× 3.14×0.53×10－102.19×106电子绕核运动形成的等效电流I ＝＝＝ A≈1.05×10－3 A.q t e T 1.6×10－191.52×10－16[答案]2.19×106 m/s 2.18×10－18 J 1.52×10－16 s　1.05×10－3 A。

高中物理第4章原子结构和波粒二象性分层作业18原子的核式结构模型新人教版选择性必修第三册

第四章分层作业18原子的核式结构模型A级必备知识基础练1.汤姆孙发现了电子并由此提出了原子结构的“枣糕模型”,他发现电子的实验基础是()A.α粒子散射实验B.阴极射线实验C.α粒子轰击铍核实验D.α粒子轰击氮核实验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()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5.(多选)(2023山东东营模拟)已知X射线的“光子”不带电,假设阴极射线像X射线一样,则下列说法正确的是()A.阴极射线管内的高电压不能够对其加速而增加能量B.阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C.阴极射线通过磁场方向一定不会发生改变D.阴极射线通过偏转电场能够改变方向6.(2023河北承德高二模拟)卢瑟福的α粒子散射实验装置如图所示,开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋。

铅能够很好地吸收α粒子,使得α粒子只能从小孔射出,形成一束很细的射线射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。

下列说法正确的是()A.α粒子碰撞到了电子会反向弹回B.极少数α粒子发生了大角度偏转C.该实验为汤姆孙的“枣糕模型”奠定了基础D.该实验说明原子具有核式结构,负电荷集中在原子中心7.(多选)关于原子的核式结构模型,下列说法正确的是()A.原子中绝大部分是“空”的,原子核很小B.电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C.原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D.原子核的直径的数量级是10-10 m8.X表示金原子核,α粒子射向金核被散射,若它们入射时的动能相同,其偏转轨道可能是下图中的()B级关键能力提升练9.(2023福建三明高二月考)卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型,实验装置如图所示,带电粒子打到光屏上就会产生光斑,为验证α粒子散射实验结论,在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜,则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是()A.1 605、35、11、1B.1 242、1 305、723、203C.2、10、655、1 205D.1 232、1 110、733、20310.下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是()A.阴极射线是电子流,J.J.汤姆孙测出了电子的比荷,并精确测定了电子电荷量B.J.J.汤姆孙认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布于球内,电子镶嵌其中;该理论无法解释α粒子散射现象,后被卢瑟福核式结构模型所取代C.通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 mD.卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和全部质量都集中在一个很小的区域——原子核11.(多选)如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图,A、B、C三点分别位于两个等势面上,则以下说法正确的是()A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度的大小相等D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小12.(2023山东日照月考)阴极射线管示意图如图所示。

人教版高二物理选修3-5第十八章第一二节《电子的发现》《原子的核式结构模型》学案含答案

第一节电子的发现第二节原子的核式结构模型[目标定位] 1.知道阴极射线是由电子组成的以及电荷量是量子化的.2.了解α粒子散射实验的原理和现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容.3.知道原子和原子核的大小数量级，原子核的电荷数.一、阴极射线1.实验如图1所示，真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，接感应圈的负极，A是金属环制成的阳极，接感应圈的正极，会在K、A间产生近万伏的高电压，可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影.图12.阴极射线荧光的实质是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线.深度思考阴极射线中的粒子全部来源于阴极吗？答案在通常情况下，气体是不导电的，在强电场条件下，气体能够被电离而导电.在高真空的放电管中，阴极射线中的粒子主要来自阴极.对于真空度不高的放电管，粒子还可能来自管中的气体.例1阴极射线管中的高电压的作用()A.使管内气体电离B.使管内产生阴极射线C.使管内障碍物的电势升高D.使电子加速解析在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，通过高电压对电子加速使电子获得能量，与玻璃发生撞击而产生荧光.故D正确.答案 D金属的温度升高后，电子的热运动加剧，电子热运动足够大时可以在金属表面逸出，如果在阴阳两极加上高压后，逸出的电子可以被加速形成电子束，即阴极射线.二、电子的发现1.汤姆孙根据阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转情况，证明了它的本质是带负电的粒子流，并求出其比荷.2.换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，证明这种粒子是构成各种物质的共有成分.3.密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷.电子电荷量一般取e＝1.6×10－19 C，电子质量m e＝9.1×10－31 kg.例2 (多选)汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是( ) A.电子是原子核的组成部分B.电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C.电子电荷量的数值约为1.602×10－19 C D.电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷解析电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的.电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比. 答案 BC例3 如图2所示，电子由静止从O 点经电场U 加速后垂直射入匀强磁场B ，经偏转后打在MN 板的P 点，射入点到P 点的距离为d ，求电子的比荷em的表达式.(不考虑电子的重力)图2解析设电子的电荷量为e 、质量为m ，在加速电场U 中加速的过程，根据动能定理，有eU＝12m v 2，解得v ＝2eUm. 垂直进入磁场后，电子受到的洛伦兹力提供向心力，电子做匀速圆周运动，故有qB v ＝m v 2R，由题意又知：R ＝d2由以上各式整理可得电子的比荷为e m ＝8UB 2d2.答案 8UB 2d 2测量带电粒子的比荷，常见的测量方法有两种：(1)利用磁偏转测比荷，由q v B ＝m v 2R 得q m ＝vBR，只需知道磁感应强度B 、带电粒子的初速度v和偏转半径R 即可.(2)利用电偏转测比荷，偏转量y ＝12at 2＝12·qU md ⎝⎛⎭⎫L v 2，故q m ＝2yd v2UL 2，所以在偏转电场U 、d 、L已知时，只需测量v 和y 即可.三、α粒子散射实验1.α粒子从放射性物质(如铀和镭)中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍. 2.实验装置和实验现象(1)装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图3所示.图3(2)现象：①绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进.②少数α粒子发生较大的偏转.③极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°.深度思考α粒子散射实验现象能否定汤姆孙原子模型的依据是什么？答案(1)α粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不会发生偏转.(2)α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹.例4(多选)如图4为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述说法中正确的是()图4A.相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少D.放在C、D位置时屏上观察不到闪光解析在卢瑟福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，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粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故D错，B、C对.答案ABCα粒子散射实验问题(1)明确实验装置中各部分的组成及作用.(2)弄清实验现象，知道“绝大多数”、“少数”和“极少数”粒子的运动情况.针对训练(多选)英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象.下图中O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是()答案BD解析在α粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，斥力指向轨迹的内侧，故A 错误；越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故B、D正确，C错误.四、卢瑟福原子核式结构模型1.内容：在原子中心有一个很小的核，叫原子核.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，带负电的电子在核外空间绕核旋转.2.对α粒子散射实验现象的解释(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转.(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少.(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图5所示.图53.原子核的电荷与尺度(1)原子内的电荷关系各种元素的原子核的电荷数，即原子内含有的电子数，非常接近它们的原子序数.(2)原子核的组成原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数.(3)原子核的大小对于一般的原子核，实验确定的核半径R的数量级为10－15m，而整个原子半径的数量级是10－10 m.因而原子内部十分“空旷”.例5(多选)关于α粒子的散射实验，下列说法中正确的是()A.该实验说明原子中正电荷是均匀分布的B.α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C.只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构理论解析α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故A错误，B、C正确；卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论，D正确.答案BCD对α粒子散射实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释——原子的核式结构.1.(电子的发现及对电子的认识)(多选)关于阴极射线的性质，判断正确的是()A.阴极射线带负电B.阴极射线带正电C.阴极射线的比荷比氢原子比荷大D.阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子的比荷大得多，故A、C正确.2.(电子的发现及对电子的认识)(多选)如图6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，发现射线径迹下偏，则()图6A.导线中的电流由A流向BB.导线中的电流由B流向AC.如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现D.电子的径迹与AB中电流的方向无关答案BC解析阴极射线带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里；由安培定则判断AB中电流的方向由B流向A.电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变.3.(α粒子散射实验的理解)(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A.在实验中，观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数发生了较大角度的偏转B.使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C.实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D.实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量答案AC解析α粒子散射实验的现象是：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，A正确；当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转，B错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，推测使粒子受到排斥力的核体积极小，C正确；实验表明原子中心的核带有原子的全部正电和绝大部分质量，D错误.4.(原子的核式结构模型)(多选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有()A.原子的中心有个核，叫原子核B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内D.带负电的电子在核外绕着核旋转答案ACD解析卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：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内，带负电的电子在核外空间绕着核旋转，由此可见，B选项错误，A、C、D选项正确.5.(原子的核式结构模型)(多选)关于α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构，下列说法正确的是()A.α粒子散射实验揭示了原子核的组成B.少数α粒子发生了较大偏转，卢瑟福认为是环境的影响C.利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径D.能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核较近的α粒子答案CD解析α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，不能说明原子核的组成，A错误；实验中少数α粒子发生大角度偏转是由于受到了原子核的库仑斥力作用，利用α粒子散射实验现象，极少数α粒子大角度偏转，可以估算原子核的半径，故B错误，C正确；只有离原子核较近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变的大.题组一电子的发现及对电子的认识1.关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()A.阴极射线本质是氢原子B.阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是X射线答案 C解析阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的.2.(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是()A.阴极射线就是很微弱的荧光B.阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C.阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D.阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转答案CD解析阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，故A、B错；最早由德国物理学家戈德斯坦在1876年提出并命名为阴极射线，故C对；阴极射线本质是电子流，可被电场、磁场偏转，故D对.3.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子，下列关于电子的说法正确的是()A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并没能求出阴极射线的比荷B.汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子C.电子的质量无法测定D.汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元答案 D解析汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并求出了比荷，A、B错误.电子的质量是可以测定的，C错误.汤姆孙证明了电子是原子的组成部分，D正确.4.(多选)如图1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( )图1A.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 ＝m vqB 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.题组二对α粒子散射实验的理解5.(多选)在α粒子散射实验中，选用金箔的原因下列说法正确的是( ) A.金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔 B.金核不带电C.金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动D.金核半径大，易形成大角度散射答案 ACD解析 α粒子散射实验中，选用金箔是因为金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔，α粒子很容易穿过，A 正确.金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动，C 正确.金核带正电，半径大，易形成大角度散射.故D 正确，B 错误.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2所示，图中P 、Q 两点为轨迹上的点，虚线是过P 、Q 两点并与轨道相切的直线.两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是( )图2A.可能在①区域B.可能在②区域C.可能在③区域D.可能在④区域答案 A解析因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能.7.当α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是( ) A.α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力作用 B.α粒子一直受到原子核的斥力作用C.α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D.α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案 B解析 α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A 、C 错误，B 正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，故D 错误. 题组三卢瑟福的核式结构模型8.关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型(如图3甲、乙所示)，都采用了类比推理的方法.下列事实中，主要采用类比推理的是( )图3A.人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型B.伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C.库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D.托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波答案 C解析质点的模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略发现摆的等时性是通过自然现象发现的；托马斯·杨通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的.9.(多选)关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是( ) A.原子是一个质量分布均匀的球体 B.原子的质量几乎全部集中在原子核内C.原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D.原子半径的数量级是10－10 m ，原子核半径的数量级是10－15 m 答案 BD10.(多选)α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( ) A.动能最小 B.势能最小C.α粒子与金原子组成的系统的能量小D.所受原子核的斥力最大答案 AD解析 α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增加，两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒.根据库仑定律，距离最近时，斥力最大. 题组四综合应用11.为了测定带电粒子的比荷qm，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E ，在通过长为L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d ，如果在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则粒子恰好不偏离原来的方向，求qm为多少？答案 2EdB 2L2解析设带电粒子以速度v 0垂直电场方向进入匀强电场，则d ＝12at 2＝qE 2m ⎝⎛⎭⎫Lv 0 2 ①此带电粒子垂直入射到正交的电磁场区域时不发生偏转，由平衡条件qE ＝q v 0B ，得v 0＝EB②由①②两式得qEL 22md ＝E 2B 2解得q m ＝2Ed B 2L2.12.在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小.现有一个α粒子以2.0×107 m/s 的速度去轰击金箔.若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离.(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E p ＝k q 1q 2r，α粒子的质量为6.64×10－27 kg) 答案 2.7×10－14 m解析当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，所以α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离d 为12m v 2＝k q 1q 2d所以d ＝2kq 1q 2m v 2＝2×9.0×109×2×79×(1.6×10－19)26.64×10－27×(2.0×107)2 m ≈2.7×10－14 m.所以α粒子与金原子核间的最近距离为2.7×10－14 m.。

电子发现、原子的核式结构模型练习带答案

电子发现、原子的核式结构模型3.171．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，则偏转磁场强度应该先由小到大，再由大到小2. 1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是( )A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷B.汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子C.电子的质量无法测定D.汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究光电效应等现象,说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元3.汤姆孙对阴极射线本质的研究，采用的主要方法有( )A.用阴极射线轰击金箔，观察其散射情况B.用“油滴实验”精确测定电子电荷C.让阴极射线通过电场和磁场，通过阴极射线的偏转情况判断其电性和计算其比荷D.用阴极射线轰击荧光物质,对荧光物质发出的光进行光谱分析4.下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的( )A.+3×10-19CB.+4.8×10-19 CC.-3.2×10-26CD.-4.8×10-19 C5.下列说法中正确的是( )A.汤姆孙精确地测出了电子电荷量e=1.602 177 33(49)×10-19 CB.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电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量6．一只阴极射线管，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，发现射线径迹向下偏，则：（）A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向AC．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关7.如图10－2所示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( )图10－2A．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v2C．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v2D．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22v8、关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A、在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90，有的甚至被弹回，接近180.B、使α粒子发生明显偏转的力是来自于带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时，是核的排斥力使α粒子发生明显的偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显的偏转。

高中物理第18章原子结构1电子的发现2原子的核式结构模型学案新人教选修

1 电子的发现2 原子的核式结构模型[学习目标] 1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷.2.了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学思想，领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义.3.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.4.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，能说出原子核的数量级．一、阴极射线电子的发现[导学探究]1．在如图1所示的演示实验中，K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极．K和A之间加上近万伏的高电压后，管端玻璃壁上能观察到什么现象？该现象说明了什么问题？图1答案能看到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影，这说明阴极能够发出某种射线，并且撞击玻璃引起荧光．2．人们对阴极射线的本质的认识有两种观点，一种观点认为是一种电磁波，另一种观点认为是带电微粒，你认为应如何判断哪种观点正确？答案可以让阴极射线通过电场或磁场，若射线垂直于磁场(电场)方向射入之后发生了偏转，则该射线是由带电微粒组成的．[知识梳理]1．阴极射线科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管阴极发射出的一种射线，叫做阴极射线．2．阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播；(2)碰到物体可使物体发出荧光．3．电子的发现汤姆孙让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转情况，证明了它的本质是带负电的粒子流并求出了其比荷．4．密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19 C，电子质量m－31 kg.e＝9.1×10[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)阴极射线在真空中沿直线传播．( √)(2)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射．( ×)(3)组成阴极射线的粒子是电子．( √)(4)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值．( ×)二、α粒子散射实验[导学探究] 如图2所示为1909年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题：图2(1)什么是α粒子？答案α粒子(42He)是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍．(2)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？答案①α粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子．②带荧光屏的放大镜：观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光．实验过程：α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．带有放大镜的荧光屏可以沿图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目．(3)实验现象如何？答案α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.(4)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？答案α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．[知识梳理]1．α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、带有荧光屏的放大镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中．2．实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.3．α粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模型”无法解释．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的．( ×)(2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹．( ×)(3)α粒子大角度的偏转是电子造成的．( ×)(4)α粒子带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的四倍．( √)三、原子的核式结构模型原子核的电荷与尺度[导学探究] 1.原子中的原子核所带电荷量有何特点？答案原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量相等．2．核式结构模型是如何解释α粒子散射实验结果的？答案①由于原子核很小，大多数α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动方向几乎不改变．②只有极少数α粒子有机会与原子核接近，受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转．[知识梳理]1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出．在原子中心有一个很小的核，叫原子核．它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动．2．原子核的电荷与尺度[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)卢瑟福的核式结构模型认为原子中带正电的部分体积很小，电子在正电体外面运动．( √)(2)原子核的电荷数等于核中的中子数．( ×)(3)对于一般的原子，由于原子核很小，所以内部十分空旷．( √)一、对阴极射线的认识例1(多选)下面对阴极射线的认识正确的是( )A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极答案 CD解析阴极射线是真空玻璃管内由阴极直接发出的射线，故A 错误，C 正确；只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，故B 错误，D 正确．二、带电粒子比荷的测定1．利用磁偏转测量(1)让带电粒子通过相互垂直的电场和磁场(如图3)，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F 洛＝F 电(Bqv ＝qE )，得到粒子的运动速度v ＝E B .图3(2)撤去电场(如图4)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv ＝m v 2r，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r .图4(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：q m ＝E B 2r. 2．利用电偏转测量带电粒子在匀强电场中运动，偏转量y ＝12at 2＝12·qU md (L v )2，故q m ＝2ydv 2UL 2，所以在偏转电场中，U 、d 、L 已知时，只需测量v 和y 即可．例2 在再现汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图5所示的阴极射线管，从C 出来的阴极射线经过A 、B 间的电场加速后，水平射入长度为L 的D 、G 平行板间，接着在荧光屏F 中心出现荧光斑．若在D 、G 间加上方向向上、场强为E 的匀强电场，阴极射线将向下偏转；如果再利用通电线圈在D 、G 电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向上偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：图5(1)说明阴极射线的电性．(2)说明图中磁场沿什么方向．(3)根据L 、E 、B 和θ，求出阴极射线的比荷．答案 (1)负电 (2)垂直纸面向外 (3)E sin θB 2L解析 (1)由于阴极射线在电场中向下偏转，因此阴极射线受电场力方向向下，又由于匀强电场方向向上，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电．(2)由于所加磁场使阴极射线受到向上的洛伦兹力，而与电场力平衡，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外．(3)设此射线带电量为q ，质量为m ，当射线在D 、G 间做匀速直线运动时，有qE ＝Bqv .当射线在D 、G 间的磁场中偏转时，有Bqv ＝mv 2r .同时又有L ＝r ·sin θ，如图所示，解得q m＝E sin θB 2L .解决带电粒子在电场中运动的三个步骤(1)确定研究对象，并根据题意判断是否可以忽略带电粒子的重力．(2)对研究对象进行受力分析，必要时要画出力的示意图；分析判断粒子的运动性质和过程，画出运动轨迹示意图．(3)选用恰当的物理规律列方程求解．三、对α粒子散射实验的理解1．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进．(2)少数α粒子发生较大的偏转．(3)极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°.2．理解(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．(2)汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射．(3)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用．(4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内．例3如图6所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是( )图6A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹答案 C解析α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子数多，B处观察到的粒子数少，所以选项A、B错误．α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D错误，C正确．解决这类问题的关键是理解并熟记以下两点：(1)明确实验装置中各部分的组成及作用．(2)弄清实验现象，知道“绝大多数”、“少数”和“极少数”α粒子的运动情况及原因．四、原子的核式结构分析1．原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子序数．2．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数．3．原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释：(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小．因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转．(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少，所以有少数粒子发生了大角度偏转．(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图7所示，所以极少数粒子的偏转角度甚至大于90°.图7例4(多选)下列对原子结构的认识中，正确的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外运动，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核的直径大约为10－10 m答案ABC解析卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，提出了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核直径的数量级为10－15 m，原子直径的数量级为10－10 m，原子直径是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的吸引而绕核旋转，所以A、B、C正确，D错误.1．(多选)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现( )A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．汤姆孙并未精确得出阴极射线粒子的电荷量答案AD解析阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A正确．由于电子带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷不同，B错误．不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C错误．最早精确测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，D正确．2．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．在实验中，观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数发生了较大角度的偏转B．使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积极小的一部分D ．实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量答案 AC3．X 表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是下图中的()答案 D解析 α粒子离金核越远其所受斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D 正确．4．如图8所示，电子以初速度v 0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O ′P 距离为Y 0，求电子的比荷．图8答案 2dY 0v 20Ul 2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Y 0＝12at 2＝12e U d m (l v 0)2＝eUl 22dmv 20，则e m ＝2dY 0v 20Ul 2.一、选择题(1～7题为单选题，8～9题为多选题)1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )A ．阴极射线本质是氢原子B ．阴极射线本质是电磁波C ．阴极射线本质是电子D ．阴极射线本质是X 射线答案 C2．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子( ) A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D．全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A错误．α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，故选项B正确，C、D错误．3．α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力的作用答案 D解析α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的，A错误．α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力的作用，B、C错误，D正确．4.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1所示，图中P、Q两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是( )图1A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域答案 A解析因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能．5．如图2所示是阴极射线管示意图，接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图2A ．加一磁场，磁场方向沿z 轴负方向B ．加一磁场，磁场方向沿y 轴正方向C ．加一电场，电场方向沿z 轴负方向D ．加一电场，电场方向沿y 轴正方向答案 B6．密立根油滴实验原理如图3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( )图3A ．悬浮油滴带正电B ．悬浮油滴的电荷量为mg UC ．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答案 C解析带电油滴在两板间静止时，电场力向上，应带负电，A 错；qE ＝mg ，即q U d＝mg ，所以q ＝mgd U，B 项错误；当E 变大时，qE 变大，合力向上，油滴向上运动，任何带电物体的电荷量都是电子电荷量的整数倍，D 项错．7．如图4所示，根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a 运动到b 再运动到c 的过程中，下列说法中正确的是( )图4A ．动能先增大后减小B ．电势能先减小后增大C ．电场力先做负功后做正功，总功等于零D ．加速度先减小后增大答案 C解析 α粒子及原子核均带正电，故α粒子受到原子核的斥力，α粒子从a 运动到b ，电场力做负功，动能减小，电势能增大，从b 运动到c ，电场力做正功，动能增大，电势能减小，a 、c 在同一条等势线上，a 、c 两点的电势差为零，则α粒子从a 到c 的过程中电场力做的总功等于零，A 、B 错误，C 正确；α粒子所受的库仑力F ＝kq 1q 2r 2，b 点离原子核最近，所以α粒子在b 点时所受的库仑力最大，加速度最大，故加速度先增大后减小，D 错误．8．关于原子核式结构理论，下列说法正确的是( )A ．是通过天然放射性现象得出来的B ．原子的中心有个核，叫做原子核C ．原子的正电荷均匀分布在整个原子中D ．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旋转答案 BD解析原子的核式结构理论是在α粒子散射实验的基础上提出的，A 错；原子所带的正电荷都集中在一个很小的核里面，不是均匀分布在原子中，C 错，所以选B 、D.9．下列说法中正确的是( )A ．汤姆孙精确地测出了电子电荷量e ＝1.602 177 33(49)×10－19 C 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e m和电子电荷量e 的值，可以确定电子的质量，故D 正确．二、非选择题10．假设α粒子以速率v 0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，α粒子的质量为m α，电子的质量m e ＝17 300m α，金原子核的质量m Au ＝49m α.求： (1)α粒子与电子碰撞后的速度变化；(2)α粒子与金原子核碰撞后的速度变化．答案 (1)－2.7×10－4v 0 (2)－1.96v 0解析 α粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，系统的动量和能量均守恒，由动量守恒定律有 m αv 0＝m αv 1′＋mv 2′由能量守恒定律有12m αv 02＝12m αv 1′2＋12mv 2′2 解得v 1′＝m α－m m α＋mv 0 速度变化Δv ＝v 1′－v 0＝－2m m α＋mv 0 (1)若α粒子与电子碰撞，将m e ＝17 300m α代入，得 Δv 1≈－2.7×10－4v 0 (2)若α粒子与金原子核碰撞，将m Au ＝49m α代入，得Δv 2＝－1.96v 0.11．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5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．图5(1)调节两板的电势差u ，当u ＝U 0时，使得某个质量为m 1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m 2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)m 1gd U 0 (2)m 2d U (g －2d t 2)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：q U 0d ＝m 1g ，得q ＝m 1g d U 0.(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：m 2g －Q U d ＝m 2a ，d ＝12at 2，解得Q ＝m 2d U(g －2d t 2)．。

高中物理专题11电子的发现和原子的核式结构模型练习(含解析)

课时11 电子的发现和原子的核式结构模型1．汤姆孙对阴极射线本质的研究,采用的科学方法是（）A．用阴极射线轰击金箔,观察其散射情况B．用“油滴实验”精确测定电子的带电量C．用阴极射线轰击荧光物质,对荧光物质发出的光进行光谱分析D．让阴极射线通过电场和磁场,通过阴极射线的偏转情况判断其电性和计算其比荷【答案】D【解析】汤姆孙对阴极射线本质的研究采用的主要方法是：让阴极射线通过电磁场，通过偏转情况判断其电性，结合类平抛运动与圆周运动的公式，即可计算其比荷，故D正确。

2．汤姆孙通过实验研究发现了电子，其研究的是（）A．α射线B．β射线C．x射线D．阴极射线【答案】D【解析】汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，但汤姆孙并未得出电子的电荷量，最早测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，故D对；ABC错3．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（）A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B．阴极射线本质是质子C．阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D．阴极射线的比荷比氢原子核大【答案】D【解析】阴极射线是原子受激发射出的带负电的电子流，故ABC错；电子带电量与氢原子相同，但质量是氢原子的，故阴极射线的比荷比氢原子大，D对；故选D．4．汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（）A．α粒子散射实验B．阴极射线实验C．α粒子轰击铍核实验D．α粒子轰击氮核实验【答案】B【解析】卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，证实了原子是可以再分的，故A错误。

汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，故B正确。

由上分析可知，故CD错误。

故选B。

5．电子的发现，证实了（）A．原子是可分的 B．原子核是可分的C．质子的存在 D．中子的存在【答案】A【解析】电子的发现，证实了原子具有复杂的结构，即原子是可分的，选项A正确，故选A.6．以下说法正确的是（）A．密立根用摩擦起电的实验发现了电子；B．密立根用摩擦起电的实验测定了元电荷的电荷量；C．密立根用油滴实验发现了电子；D．密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量。

高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现第2节原子的核式结构模型分层演练巩固落实

[随堂达标]1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()A．阴极射线本质是氢原子B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子D．阴极射线本质是X射线解析：选C.阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．2．(多选)(2016·杭州高二检测)下列说法中正确的是()A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量e＝1.602 177 33(49)×10－19 CB．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电子电荷量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，A、C错误，B正确．测出比荷的值em和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确．3．α粒子散射实验中，使α粒子大角度偏转的原因是()A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用解析：选D.α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的．由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力．选项D对．4．(2016·河北宣城三中检测)卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A．说明了质子的存在B．说明了原子核是由质子和中子组成的C．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．说明了正电荷在原子核内均匀分布解析：选C.α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核，它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量．故应选C.5．(选做题)汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图所示．电子流平行于极板射入，极板P 、P ′间同时存在匀强电场E 和垂直纸面向里的匀强磁场B 时，电子流不会发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流穿出平行板电容器时的偏转角θ＝115rad.已知极板长L ＝3.0×10－2 m ，电场强度大小为E ＝1.5×104 V/m ，磁感应强度大小为B ＝5.0×10－4 T ．求电子比荷．解析：无偏转时，洛伦兹力和电场力平衡，则eE ＝evB只存在磁场时，有evB ＝m v 2r，由几何关系r ＝L sin θ偏转角很小时，r ≈L θ联立上述各式并代入数据得电子的比荷e m ＝E θB 2L＝1.3×1011 C/kg. 答案：1.3×1011 C/kg[课时作业] [学生用书P88(独立成册)]一、单项选择题1．(2016·通州高二检测)有一位科学家，他通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，这位提出原子核式结构模型的科学家被誉为原子物理学之父，他是( )A ．汤姆孙B ．卢瑟福C ．盖革D ．马斯顿答案：B2．(2016·浙江师大附中高二检测)如图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z 轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向解析：选B.若加磁场，由左手定则可判定其方向应沿y轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿z轴正方向，故只有B项是正确的．应明确管内是电子流，然后根据洛伦兹力和电场力方向的判定方法进行判定．3．(2016·福建师大附中高二检测)如图所示是α粒子被重核散射时的运动轨迹，其中不可能存在的轨迹是()A．a B．bC．c D．d解析：选C.α粒子距离原子核越近，受到的库仑斥力越大，轨迹弯曲越厉害，故C是错误的．4．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法中正确的是()A．α粒子受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增大D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果解析：选A.α粒子受到金原子核的斥力而发生散射，故A正确、D错误；在α粒子靠近金原子核的过程中，动能逐渐小，电势能逐渐增大，远离过程中，动能逐渐增大，电势能逐渐减小，故B、C错误．5．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粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现解析：选A.卢瑟福通过α粒子散射实验，发现少部分α粒子出现了大角度偏转，从而提出了原子的核式结构模型，认为原子是由处于原子中央的很小的原子核和核外带负电的电子组成的．6．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是()A．原子是一个质量分布均匀的球体B ．原子的质量几乎全部集中在原子核内C ．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D ．原子核半径的数量级是10－10 m解析：选B.根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B 正确．二、多项选择题7．(2016·浙江台州检测)如图是密立根油滴实验的示意图．油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是( )A ．油滴带负电B ．油滴质量可通过天平来测量C ．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量D ．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍解析：选AD.由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故A 正确．油滴的质量很小，不能通过天平测量，故B 错误．根据油滴受力平衡得：mg ＝qE ＝q U d ，得q ＝mgd U，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴的电量，故C 错误．根据密立根油滴实验研究知：该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故D 正确．8．关于电子的发现，下列叙述中正确的是( )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解析：选BCD.发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子有一定的结构，B 正确；电子是人类发现的第一种微观粒子，C 正确；物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程，D 正确．9．在α粒子的散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况( )A ．动能最小B ．电势能最小C ．α粒子与金原子核组成的系统的能量最小D ．所受金原子核的斥力最大解析：选AD.α粒子接近原子核时库仑斥力做负功，α粒子的动能减小；α粒子远离原子核时库仑斥力做正功，α粒子的动能又增大，故当α粒子最接近原子核时动能最小，A 对；系统只有电场力做功，电势能与动能之和守恒，α粒子动能最小时，电势能应最大，B 错；系统的能量是守恒的，C 错；α粒子最接近金原子核时，α粒子与金原子核间的距离最小，由库仑定律知α粒子所受金原子核的库仑斥力最大，D 对．10．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则( )A ．α粒子的动能和动量几乎没有损失B ．α粒子将损失大部分动能和动量C ．α粒子不会发生显著的偏转D ．α粒子将发生较大角度的偏转解析：选AC.电子的质量远小于α粒子的质量，两者发生碰撞时，对α粒子的动能和动量几乎没有影响，选项A 、C 正确．三、非选择题11．在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107 m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离．(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为ε＝k q 1q 2r，α粒子质量为6.64×10－27 kg) 解析：当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则12mv 2＝k q 1q 2d ，故d ＝2k q 1q 2mv 2 ＝2×9.0×109×2×79×（1.6×10－19）26.64×10－27×（2.0×107）2 m ＝2.7×10－14 m.答案：2.7×10－14 m12．已知电子质量为9.1×10－31 kg ，带电荷量为－1.6×10－19 C ，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m ，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流．解析：由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核内电子的库仑引力来提供．根据mv 2r ＝k e 2r 2，得v ＝ek rm ＝1.6×10－19× 9×1090.53×10－10×9.1×10－31m/s≈2.19×106 m/s ；其动能E k ＝12mv 2＝12×9.1×10－31×(2.19×106)2 J ≈2.18×10－18 J ；运动周期T ＝2πr v ＝2×3.14×0.53×10－102.19×106 s ≈1.52×10－16 s ；电子绕核运动形成的等效电流I ＝q t ＝e T ＝1.6×10－191.52×10－16 A ≈1.05×10－3 A. 答案：2.19×106 m/s 2.18×10－18 J 1.52×10－16 s1．05×10－3 A。

课时作业1：18.1-18.2电子的发现原子的核式结构模型

学案1电子的发现学案2原子的核式结构模型题组一对阴极射线的认识1．关于阴极射线的性质，判断正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子的比荷大得多，故A、C正确．2.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，发现射线径迹下偏，则()图1A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现D ．电子的径迹与AB 中电流的方向无关答案 BC解析阴极射线带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里；由安培定则判断AB 中电流的方向由B 流向A .电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变．3．阴极射线管中的高电压的作用( )A ．使管内气体电离B ．使管内产生阴极射线C ．使管内障碍物的电势升高D ．使电子加速答案 D题组二比荷的测定4．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图2所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m ，调节两极板间的电势差U ，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d .则可求出小油滴的电荷量q ＝ .图2答案 mgd U解析由平衡条件得mg ＝q U d ，解得q ＝mgd U. 5．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图3所示．电子流平行于极板射入，极板P 、P ′间同时存在匀强电场E 和垂直纸面向里的匀强磁场B 时，电子流不发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B 时，电子流穿出平行板电容器时的偏转角θ＝115rad.已知极板长L ＝3.0×10－2 m ，电场强度大小为E ＝1.5×104 V/m ，磁感应强度大小为B ＝5.0×10－4 T ，求电子的比荷．图3答案 1.33×1011 C/kg解析无偏转时，有eE ＝e v B只存在磁场时，有e v B ＝m v 2r (或r ＝m v eB )，由几何关系得r ＝L sin θ偏转角很小时，r ≈L θ，联立并代入数据得e m ＝EθB 2L≈1.33×1011 C/kg. 题组三对α粒子散射实验的认识6．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子( )A ．全部穿过或发生很小偏转B ．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C ．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D ．全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A 错误．α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°，故选项B 正确，选项C 、D 错误．7．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A ．使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子有作用力B ．使α粒子产生偏转的力是库仑力C ．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D ．能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案 BCD解析原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A 错，B 对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较大，故C 、D 对．8．如图所示，X 表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的( )答案 D解析 α粒子离金核越远其斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D 正确．题组四原子核式结构分析9．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是( )A ．原子是一个质量分布均匀的球体B ．原子的质量几乎全部集中在原子核内C ．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D ．原子半径的数量级是10－10m ，原子核半径的数量级是10－15m 答案 BD解析根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B 、D 正确．10．1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中少部分α粒子发生了 (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α粒子轰击金箔，则其速度大小约为 m/s.(质子和中子的质量均为1.67×10－27 kg,1 MeV ＝1×106 eV) 答案大 6.9×106解析通过α粒子散射实验可观察到的现象是：绝大多数α粒子几乎不偏转，有少数α粒子发生大角度偏转，甚至有的沿原方向返回；α粒子由两个质子和两个中子构成，由动能E k ＝12m v 2得，α粒子的速度 v ＝ 2E k m ＝ 2×106×1.6×10－194×1.67×10－27 m /s ≈6.9×106 m/s.。

高中物理 18.1 电子的发现 18.2 原子的核式结构模型课时训练新人教版选修3-5(2021

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18.1 电子的发现 18。

2 原子的核式结构模型一。

选择题1、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（）A．B．C．D．2、卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子( ) A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回，只有少数穿过C．全部发生很大偏转；D．绝大多数穿过，少数发生较大偏转,极少数甚至被弹回3、在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是（）A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增大D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果4、关于阴极射线,下列不说法正确的是（）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光子流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5、如图所示为α粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中a、b、c、d四处位置。

则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（ )A．1305、25、7、1 B．202、405、625、825C．1202、1010、723、203 D．1202、1305、723、2036、卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在( ）A。