高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十八章 原子结构1 电子的发现当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十八章 原子结构1 电子的发现当堂检测题，共5页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1 电子的发现
2 原子的核式结构模型
一、单项选择题
1．(2011年信宜高三检测)在卢瑟福的α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( A )
A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子中存在着带负电的电子
D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
解析：由于电子与α粒子质量的悬殊，所以可判断：使α粒子偏转的不可能是带负电的电子；又由于只有极少数α粒子发生大角度偏转，所以又可判断：原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的范围内．故选A.
图18－1－7
2．如图18－1－7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( C )
A．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粒子撞击到金原子后产生的反弹
解析：α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度偏转．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．
3．卢瑟福α粒子散射实验的结果( C )
A．证明了质子的存在
B．证明了原子核是由质子和中子组成的
C．证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说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动
解析：只有极少数α粒子发生了大角度散射，说明原子的主要质量与所有正电荷占整个原子的很小空间．
4．(佛冈2012届高三质检)如图18－1－8所示是示波管工作原理的示意图，汤姆孙测定电子比荷原理与此相似，电子经电压U1加速后以速度υ0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为h ，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L.为了提高示波管的灵敏度(即每单位电压引起的偏转量eq \f(h,U2))，可采取的方法是( C )
图18－1－8
A．增大两板间电势差U2
B．减小板长L
C．减小两板间距离d
D．增大加速电压U1
解析：h＝eq \f(1,2)·eq \f(qU2,md)t2，t＝eq \f(L,v)，qU1＝eq \f(1,2)mv2，所以得：eq \f(h,U2)＝eq \f(L2,4U1d).
二、双项选择题
5．下列叙述中符合物理史实的有( BD )
A. 爱因斯坦提出光的电磁说
B. 卢瑟福提出原子核式结构模型
C. 麦克斯韦提出光子说
D. 汤姆孙发现了电子
解析：爱因斯坦提出光子说，麦克斯韦提出光的电磁说．
6．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18－1－9所示，粒子从A运动到B，则下列说法中正确的是( AC )
图18－1－9
A．原子核带正电
B．粒子的动能一直变大
C．粒子的速度先变小后变大
D．粒子在电场中的电势能先变小后变大
解析：从径迹中看出，α粒子受到的是斥力，所以原子核带正电，库仑力先做负功，后做正功，所以粒子电势能先增大，后减小．动能先减小，后增大，速度先减小，后增大．
7．下列说法正确的是( AD )
A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型
B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
C．阴极射线像X射线一样是一种电磁辐射
D．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
解析：宏观物体的物质波波长非常小，极不易观察到它的波动性，阴极射线包含的粒子是电子．
8．氢原子中的电子绕原子核旋转和人造地球卫星绕地球旋转相比较(不计算空气阻力)，下列说法正确的是( AB )
A．轨道半径越大，线速度都越小
B．轨道半径越大，周期都越大
C．电子从内层轨道向外层轨道跃迁时，总能量(动能和电势能)不变，人造卫星从远地点向近地点运动时，总能量(动能和重力势能)也不变
D．电子的向心力是原子核对它的库仑力与万有引力合力提供，卫星的向心力是由地球对它的万有引力提供
解析：电子的向心力是由原子核对它的库仑力提供的，卫星的向心力是由地球对它的万有引力提供的，分别列出表达式可判断．
9．在方向如图18－1－10所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区，则( BC )
图18－1－10
A．若v0 ＞E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0
B．若v0 ＞E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0
C．若v0 ＜E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0
D．若v0 ＜E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0
解析： 电子飞入正交的匀强电场和匀强磁场中，同时受到电场力eE和洛伦兹力ev0B作用，且电场力和洛伦兹力方向相反．若eE＝ev0B，即v0＝E/B，则电子匀速直线运动穿过场区；若eE>ev0B，即v0E/B，则电子将向下偏，沿轨迹Ⅱ运动，电场力做负功，射出场区时，速度v三、非选择题
10．在场强为1.92×105 N/C的匀强电场中，一半径为1.64×10－4 cm，密度为0.851 g/cm3的油滴恰能悬浮，求油滴的电量是电子的多少倍？
解：小油滴质量m＝ρV＝ρ·eq \f(4,3)πr3，
小油滴悬浮在电场中，由力的平衡条件：mg＝qE，得
q＝eq \f(ρ4πr3g,3E)
＝eq \f(0.851×103×4π×1.64×10－63×9.8,3×1.92×105) C
≈8.02×10－19 C
设小油滴所带电量q是电子电量e的n倍，则
n＝eq \f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5.
11．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18－1－11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向角θ＝eq \f(1,15) rad.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．
图18－1－11
解：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＝meq \f(v2,r)，由几何关系r＝eq \f(L,sin θ)
偏转角很小时，r≈eq \f(L,θ)
联立上述公式并代入数据得电子的比荷
eq \f(e,m)＝eq \f(Eθ,B2L)≈1.3×1011 C/kg.
12．α粒子散射实验中α粒子经过某一原子核附近时的两种轨迹如图18－1－12所示，虚线为原子核的等势面，α粒子以相同的速率经过电场中的A点后，沿不同的径迹1和2运动，由轨迹不能断定的是( B )
图18－1－12
A．原子核带正电
B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质
C．粒子在径迹1中的动能先减少后增大
D．经过B、C两点两粒子的速率相等
解析：两个径迹都显示α粒子受到的是斥力，所以原子核带正电．粒子在径迹1、2中原子核对它们先做负功，后做正功，动能先减小，后增加．同一等势面，势能相同，动能变化量也相同．
13．(双选)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．以下各图中，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( BD )

解析：原子核对α粒子库仑斥力提供它的向心力，距离越近该力越大，弯曲得越厉害．
14．氢原子的核外电子质量为m，电量为－e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1，试回答下列问题：
(1)电子运动的动能Ek是多少？
(2)电子绕核运动的频率是多少？
(3)电子绕核在如图18－1－13所示xy平面上，沿A→B→C→D方向转动，电子转动相当于环形电流，则此电流的方向如何？电流强度多大？
图18－1－13
解：(1)氢原子核对电子的库仑力提供了它的向心力keq \f(e2,r\\al(2,1))＝meq \f(v2,r1)
电子的动能Ek＝eq \f(1,2)mv2＝eq \f(ke2,2r1)
(2)电子绕核运动的频率f＝eq \f(v,2πr1)＝eq \f(e,2π)eq \r(\f(k,mr\\al(3,1)))
(3)此环形电流的方向为顺时针，电流强度：
I＝eq \f(e,T)＝ef＝eq \f(e2,2π)eq \r(\f(k,mr\\al(3,1))).