（2021新人教版）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同步检测.doc

1、课时分层作业课时分层作业(十三十三)原子的核式结构模型原子的核式结构模型 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一电子的发现电子的发现 1阴极射线管中加高电压的作用是阴极射线管中加高电压的作用是() A使管内的气体电离使管内的气体电离 B使阴极发出阴极射线使阴极发出阴极射线 C使管内障碍物的电势升高使管内障碍物的电势升高 D使管内产生强电场使管内产生强电场，电场力做功使电子加速电场力做功使电子加速 D在阴极射线管中在阴极射线管中， 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 错误错误； 阴极发射出的电子流通过高电压加速后阴极发射出

2、的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量获得较高的能量，与玻璃壁发生撞击而产生荧与玻璃壁发生撞击而产生荧 光光，故故 A、C 错误错误，D 正确。正确。 2(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是() A电子是原子的组成部分电子是原子的组成部分 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“ “油滴实验油滴实验”实现的实现的 C电子电荷的数值约为电子电荷的数值约为 1.60210 19 C D电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 ABC电子是原子的组成部分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

3、的发现说明原子是可以再分的， 选项选项 A 正确正确； 电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验油滴实验”做出的做出的， 其测得电子电荷的值其测得电子电荷的值 约为约为 1.60210 19 C，选项选项 B、C 正确；电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷正确；电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷， 选项选项 D 错误。错误。 3如图所示是阴极射线管示意图如图所示是阴极射线管示意图。接通电源后接通电源后，阴极射线由阴极沿阴极射线由阴极沿 x 轴方向射出轴方向射出， 在荧光屏上会看到一条亮线在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下要使荧光

4、屏上的亮线向下(z 轴负方向轴负方向)偏转偏转，在下列措施在下列措施 中可采用的是中可采用的是() A加一磁场加一磁场，磁场方向沿磁场方向沿 z 轴负方向轴负方向 B加一磁场加一磁场，磁场方向沿磁场方向沿 y 轴正方向轴正方向 C加一电场加一电场，电场方向沿电场方向沿 z 轴负方向轴负方向 D加一电场加一电场，电场方向沿电场方向沿 y 轴正方向轴正方向 B若加磁场若加磁场，由左手定则可知由左手定则可知，所加磁场方向沿所加磁场方向沿 y 轴正方向轴正方向，选项选项 B 正确正确，A 错错 误；若加电场误；若加电场，因电子向下偏转因电子向下偏转，则电场方向沿则电场方向沿 z 轴正方向轴正方向，选项

5、选项 C、D 错误。错误。 4(多选多选)如图所示如图所示，一只阴极射线管一只阴极射线管，左侧不断有电子射出左侧不断有电子射出，若在管的正下方放若在管的正下方放 一通电直导线一通电直导线 AB 时时，发现射线径迹向下偏转发现射线径迹向下偏转，则则() A导线中的电流由导线中的电流由 A 流向流向 B B导线中的电流由导线中的电流由 B 流向流向 A C若要使电子束的径迹往上偏转若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变可以通过改变 AB 中的电流方向来实现中的电流方向来实现 D电子束的径迹与电子束的径迹与 AB 中的电流方向无关中的电流方向无关 BC阴极射线的粒子是电子带负电阴极射线的粒子是电子

6、带负电，由左手定则判断管内磁场方向为垂直于纸面由左手定则判断管内磁场方向为垂直于纸面 向里向里。由安培定则判断由安培定则判断 AB 中电流的方向由中电流的方向由 B 流向流向 A，A 错误错误，B 正确正确；电流方向改变电流方向改变， 管内的磁场方向改变管内的磁场方向改变，电子的受力方向也改变电子的受力方向也改变，C 正确正确，D 错误。错误。 5(多选多选)如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图。显像管中有一个阴显像管中有一个阴 极极，工作时它能发射阴极射线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荧光屏被阴极射线轰击就能发光。安装

7、在管颈的偏转线安装在管颈的偏转线 圈产生偏转磁场圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转可以使阴极射线发生偏转。下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A如果偏转线圈中没有电流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则阴极射线应该打在荧光屏正中的 O 点点 B如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心， ，打在荧光屏上打在荧光屏上 A 点点，则偏转磁场的方则偏转磁场的方 向应该垂直纸面向里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如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上 打在荧光屏上 B 点点，则偏转磁场的方则偏转磁场的方 向应该垂

8、直纸面向里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如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由 B 点向点向 A 点移动点移动，则偏转磁场强度应该则偏转磁场强度应该 先由小到大先由小到大，再由大到小再由大到小 AC偏转线圈中没有电流偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动阴极射线沿直线运动，打在打在 O 点点，A 正确正确；由阴极射由阴极射 线的电性及左手定则可知线的电性及左手定则可知 B 错误错误，C 正确；由正确；由 Rmv qB可知 可知，B 越小越小，R 越大越大，故磁感故磁感 应强度应先由大变小应强度应先由大变小，再由小变大再由小变大，D 错误。错误。 考点二考点二对对散射实验的

9、理解散射实验的理解 6 (多选多选)在在粒子散射实验中粒子散射实验中， 我们并没有考虑我们并没有考虑粒子跟电子的碰撞粒子跟电子的碰撞， 这是因为这是因为() A电子体积非常小电子体积非常小，以至于以至于粒子碰不到它粒子碰不到它 B粒子跟电子碰撞时粒子跟电子碰撞时，损失的能量很小可以忽略损失的能量很小可以忽略 C粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消 D电子在核外均匀分布电子在核外均匀分布，所以所以粒子受电子作用的合外力为零粒子受电子作用的合外力为零 BD粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰，粒子几乎不损失能量粒子几乎不损失能

10、量，B 正确正确，A 错误错误；电子在核外均匀分布电子在核外均匀分布，对对粒子的库仑引力的合力几乎为零粒子的库仑引力的合力几乎为零，不会改变不会改变 粒子的运动轨迹粒子的运动轨迹，D 正确；正确；粒子跟各个电子碰撞的效果不会相互抵消粒子跟各个电子碰撞的效果不会相互抵消，C 错误。错误。 7 卢瑟福在解释卢瑟福在解释粒子散射实验的现象时粒子散射实验的现象时，不考虑不考虑粒子与电子的碰撞影响粒子与电子的碰撞影响，这这 是因为是因为() A粒子与电子之间有相互斥力粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小但斥力很小， ，可忽略可忽略 B粒子虽受电子作用粒子虽受电子作用，但电子对但电子对粒子的合力为零粒子的

11、合力为零 C电子体积极小电子体积极小，粒子不可能碰撞到电子粒子不可能碰撞到电子 D电子质量极小电子质量极小，粒子与电子碰撞时能量损失可忽略粒子与电子碰撞时能量损失可忽略 D粒子与电子间有库仑引力粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小电子的质量很小，粒子与电子相碰粒子与电子相碰，运动方向运动方向 不会发生明显的改变不会发生明显的改变，所以所以粒子和电子的碰撞可以忽略。粒子和电子的碰撞可以忽略。A、B、C 错误错误，D 正确。正确。 考点三考点三原子的核式结构模型与原子核的组成原子的核式结构模型与原子核的组成 8下列对原子结构的认识中下列对原子结构的认识中，错误的是错误的是() A原子中绝大部分是

12、空的原子中绝大部分是空的，原子核很小原子核很小 B电子在核外绕核旋转电子在核外绕核旋转，库仑力为向心力库仑力为向心力 C原子的全部正电荷都集中在原子核里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原子核的直径大约为 10 10 m D卢瑟福卢瑟福粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出卢瑟福提出 了关于原子的核式结构学说了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核半径的数量级为并估算出原子核半径的数量级为 10 15 m，而原子半径的而原子半径的 数量级为数量级为 10 10 m，是原子核直径的十万倍之多是原子核直径的十

13、万倍之多，所以原子内部是十分所以原子内部是十分“空旷空旷”的的，核核 外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转。故外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转。故 D 正确。正确。 9如图所示如图所示，让一束均匀的阴极射线以速率让一束均匀的阴极射线以速率 v 垂直进入正交的电垂直进入正交的电、磁场中磁场中，选择选择 合适的磁感应强度合适的磁感应强度 B 和电场强度和电场强度 E，带电粒子将不发生偏转带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场然后撤去电场，粒子将做粒子将做 匀速圆周运动匀速圆周运动，测得其半径为测得其半径为 R，求阴极射线中带电粒子的比荷求阴极射线中带电粒子的

14、比荷。 解析解析因为带电粒子在复合场中时不偏转因为带电粒子在复合场中时不偏转，所以所以 qEqvB， ，即即 vE B， ，撤去电场撤去电场 后后，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则则 qvBmv 2 R 。由此可得。由此可得 q m E B2R。 。 答案答案 E B2R (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10关于关于粒子散射实验粒子散射实验，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A绝大多数绝大多数粒子经过金箔后粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转发生了角度很大的偏转 B粒子在接近原子核的过程中粒子在接近原子核的过程中，动能减少动能减少 C粒子

15、离开原子核的过程中粒子离开原子核的过程中，电势能增加电势能增加 D对粒子散射实验数据进行分析对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出可以估算出粒子的大小粒子的大小 B由于原子核占整个原子很小的一部分由于原子核占整个原子很小的一部分，十分接近核的十分接近核的粒子很少粒子很少，所以绝大多所以绝大多 数数粒子几乎不偏转粒子几乎不偏转，A 错误；由错误；由粒子散射实验数据粒子散射实验数据，卢瑟福估算出了原子核的大小卢瑟福估算出了原子核的大小， 但不能估算出但不能估算出粒子的大小粒子的大小，D 错误错误；粒子接近原子核的过程中粒子接近原子核的过程中，克服库仑力做功克服库仑力做功，所所 以动能减小以动能减小

16、，电势能增大电势能增大，远离原子核时远离原子核时，库仑力做正功库仑力做正功，动能增大动能增大，电势能减小电势能减小，B 正确正确，C 错误。错误。 11如图为示波管中电子枪的原理示意图如图为示波管中电子枪的原理示意图。示波管内被抽成真空示波管内被抽成真空，A 为发射热电子为发射热电子 的阴极的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极为接在高电势点的加速阳极，A、K 间电压为间电压为 U。电子离开阴极时的速度可电子离开阴极时的速度可 以忽略以忽略，电子经加速后从电子经加速后从 K 的小孔中射出时的速度大小为的小孔中射出时的速度大小为 v。下面的说法中正确的是下面的说法中正确的是 () A如果如果 A、

17、K 间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为 U 不变不变，则电子离开则电子离开 K 时的速度变为时的速度变为 2v B如果如果 A、K 间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为 U 不变不变， ，则电子离开则电子离开 K 时的速度变为时的速度变为v 2 C如果如果 A、K 间距离保持不变而电压减半间距离保持不变而电压减半，则电子离开 则电子离开 K 时的速度变为时的速度变为v 2 D如果如果 A、K 间距离保持不变而电压减半间距离保持不变而电压减半，则电子离开则电子离开 K 时的速度变为时的速度变为 2 2 v D由由 qU1 2mv 2得 得 v 2qU m ，由公式可知由公式可知，电子经

18、加速电场加速后的速度与加电子经加速电场加速后的速度与加 速电极之间的距离无关速电极之间的距离无关，对于确定的加速粒子对于确定的加速粒子电子电子，其速度只与电压有关其速度只与电压有关，由此不由此不 难判定难判定 D 正确。正确。 12 在在粒子散射实验中粒子散射实验中， 根据根据粒子与原子核发生对心碰撞时能达到的最小距离可粒子与原子核发生对心碰撞时能达到的最小距离可 以估算原子核的大小以估算原子核的大小。现有一个现有一个粒子以粒子以 2.0107m/s 的速度去轰击金箔的速度去轰击金箔，若金原子的若金原子的 核电荷数为核电荷数为 79。 求求粒子与金原子核间的最近距离粒子与金原子核间的最近距离(

19、已知带电粒子在点电荷电场中的电势已知带电粒子在点电荷电场中的电势 能表达式为能表达式为 Epkq1q2 r ，r 为距点电荷的距离为距点电荷的距离。粒子质量为粒子质量为 6.6410 27 kg)。 解析解析当当粒子靠近原子核运动时粒子靠近原子核运动时， 粒子的动能转化为电势能粒子的动能转化为电势能， ， 达到最近距离时达到最近距离时， 动能全部转化为电势能动能全部转化为电势能，设设粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为 d， 则则 1 2mv 2 kq1q2 d 。 d2kq1q2 mv2 2 9.0109279 1.610 19 2 6

20、.6410 27 2.0107 2 m2.710 14m。 。 答案答案 2.710 14m 13假设假设粒子以速率粒子以速率 v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰与静止的电子或金原子核发生弹性正碰， ，电子质量电子质量 me 1 7 300m ，金原子核质量金原子核质量 mAu49m。求：求： (1)粒子与电子碰撞后的速度变化；粒子与电子碰撞后的速度变化； (2)粒子与金原子核碰撞后的速度变化粒子与金原子核碰撞后的速度变化。 解析解析粒子与静止的粒子发生弹性碰撞粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒动量和能量均守恒， ，由动量守恒由动量守恒 mv0 mv1mv2，由能量守恒由能量守恒 1 2m v 2 2 0 0 1 2m v121 2mv 22，解得解得 v1m m mmv 0，速度变化速度变化v v1v0 2m mmv 0。(1)与电子碰撞与电子碰撞，将将 me 1 7 300m 代入得代入得，v12.710 4v0。 。 (2)与金原子核碰撞与金原子核碰撞，将将 mAu49m代入得代入得，v21.96v0。 答案答案 (1)2.710 4v0 (2)1.96v0