18.1-18.2 电子的发现原子的核式结构模型 课堂限时训练（Word版，含解析）

电子的发现　原子的核式结构模型
基础巩固
1.(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
2.下列关于阴极射线的说法正确的是(　　)
A.阴极射线是高速运动的质子流
B.阴极射线是可用人眼直接观察的
C.阴极射线是电磁波
D.阴极射线是高速运动的电子流
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
4.在α粒子散射实验中,关于选用金箔的原因下列说法不正确的是(　　)
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
5.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
6.(多选)在α粒子散射实验中,某个α粒子跟金箔中的电子相撞,则(　　)
A.α粒子的动能几乎没有损失
B.α粒子将损失大部分动能
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
7.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,当极板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;当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= 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,求电子的比荷。
能力提升
1.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.电子是原子的组成部分
B.电子电荷的精确测定最早是由汤姆孙通过著名的“油滴实验”实现的
C.电子电荷量的数值约为1.60×10-19 C　
D.电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
2.(多选)下列关于电子的说法正确的是(　　)
A.发现电子是从研究阴极射线开始的
B.发现物质中发出的电子比荷是不同的
C.电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有复杂的结构
D.电子是带正电的,可以在电场和磁场中偏转
3.
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运动轨迹如图中实线所示。图中P、Q为轨迹上的点,虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域。不考虑其他原子核对该α粒子的作用,那么关于该原子核的位置,下列说法中正确的是(　　)
A.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
4.(多选)关于α粒子散射实验及核式结构模型,下列说法正确的是(　　)
A.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
B.荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
C.荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
D.使α粒子散射的原因是α粒子与原子核发生接触碰撞
5.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作用
6.电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。他测定了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示,A、B是两块平行放置的水平金属板,A板带正电,B板带负电。从喷雾器喷出的小油滴落到A、B两板之间的电场中,小油滴由于摩擦而带负电,当调节A、B两板间的电压为U时,可使油滴匀速下降。已知油滴可看成球体,密度为ρ,下降的速度大小为v,受到空气的阻力f=kπr2v,k为比例系数,r为油滴的大圆半径,两极板间距离为d,重力加速度为g,则带电油滴的带电荷量是多大
7.如图是密立根油滴实验装置。在A板上方用喷雾器将油滴喷出,若干油滴从板上的一个小孔中落下,喷出的油滴因摩擦而带负电。已知A、B板间的电压为U、间距为d时,油滴恰好静止。撤去电场后油滴徐徐下落,最后测出油滴以速度v匀速运动,已知空气阻力正比于速度:f=kv,则油滴所带的电荷量q=　　　　　。
某次实验得到q的测量值见下表(单位:×10-19 C)
6.41 8.01 9.65 11.23 12.83
分析这些数据可知:　。
参考答案：
基础巩固
1.(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
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。
答案AC
2.下列关于阴极射线的说法正确的是(　　)
A.阴极射线是高速运动的质子流
B.阴极射线是可用人眼直接观察的
C.阴极射线是电磁波
D.阴极射线是高速运动的电子流
解析阴极射线是高速运动的电子流,A、C错误,D正确;阴极射线无法用人眼直接观察,B错误。
答案D
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
4.在α粒子散射实验中,关于选用金箔的原因下列说法不正确的是(　　)
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B
5.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
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。
答案B
6.(多选)在α粒子散射实验中,某个α粒子跟金箔中的电子相撞,则(　　)
A.α粒子的动能几乎没有损失
B.α粒子将损失大部分动能
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
解析由于电子的质量只有α粒子质量的,α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一粒灰尘碰撞一样,动能几乎没有损失,A正确,B错误。α粒子不会发生显著的偏转,C正确,D错误。
答案AC
7.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,当极板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;当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= 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,求电子的比荷。
解析无偏转时,有eE=evB
只存在磁场时,有evB=m,由几何关系得偏转角很小时,r≈
联立并代入数据得≈1.33×1011C/kg。
答案1.33×1011 C/kg
能力提升
1.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.电子是原子的组成部分
B.电子电荷的精确测定最早是由汤姆孙通过著名的“油滴实验”实现的
C.电子电荷量的数值约为1.60×10-19 C　
D.电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
解析电子的发现说明原子是可以再分的,电子是原子的组成部分,A正确;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,B错误;电子电荷量的数值约为1.60×10-19C,C正确;电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷,D错误。
答案AC
2.(多选)下列关于电子的说法正确的是(　　)
A.发现电子是从研究阴极射线开始的
B.发现物质中发出的电子比荷是不同的
C.电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有复杂的结构
D.电子是带正电的,可以在电场和磁场中偏转
解析发现电子是从研究阴极射线开始的,A项正确;发现物质中发出的电子比荷是相同的,B项错误;电子的发现让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有复杂的结构,C项正确;电子是带负电的,选项D错误。
答案AC
3.
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运动轨迹如图中实线所示。图中P、Q为轨迹上的点,虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域。不考虑其他原子核对该α粒子的作用,那么关于该原子核的位置,下列说法中正确的是(　　)
A.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
解析α粒子带正电,原子核也带正电,对靠近它的α粒子产生斥力,故原子核不会在④区域;如原子核在②、③区域,α粒子会向①区域偏转;如原子核在①区域,可能会出现题图所示的轨迹,故应选A。
答案A
4.(多选)关于α粒子散射实验及核式结构模型,下列说法正确的是(　　)
A.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
B.荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
C.荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
D.使α粒子散射的原因是α粒子与原子核发生接触碰撞
解析为观察α粒子穿过金箔后在各个方向上的散射情况,显微镜必须能在水平面内各个方向上移动,故A正确;荧光屏上的闪光是α粒子打在荧光屏上引起的,并且在各个方向上都能观察到闪光,故B正确,C错;α粒子散射的原因是α粒子受到原子核的库仑斥力,D错。
答案AB
5.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作用
解析α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的,A错误。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,B、C错误,D正确。
答案D
6.电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。他测定了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示,A、B是两块平行放置的水平金属板,A板带正电,B板带负电。从喷雾器喷出的小油滴落到A、B两板之间的电场中,小油滴由于摩擦而带负电,当调节A、B两板间的电压为U时,可使油滴匀速下降。已知油滴可看成球体,密度为ρ,下降的速度大小为v,受到空气的阻力f=kπr2v,k为比例系数,r为油滴的大圆半径,两极板间距离为d,重力加速度为g,则带电油滴的带电荷量是多大
解析油滴受三个力作用:重力、库仑力和空气阻力,因油滴匀速下降,三力平衡,有mg=q+f,将m=ρ·πr3,f=kπr2v代入,得q=。
答案
7.如图是密立根油滴实验装置。在A板上方用喷雾器将油滴喷出,若干油滴从板上的一个小孔中落下,喷出的油滴因摩擦而带负电。已知A、B板间的电压为U、间距为d时,油滴恰好静止。撤去电场后油滴徐徐下落,最后测出油滴以速度v匀速运动,已知空气阻力正比于速度:f=kv,则油滴所带的电荷量q=　　　　　。
某次实验得到q的测量值见下表(单位:×10-19 C)
6.41 8.01 9.65 11.23 12.83
分析这些数据可知:　。
解析由mg-Eq=0,mg-kv=0,E=,解得q=。油滴的带电荷量是1.6×10-19C的整数倍,故电荷的最小电荷量为1.6×10-19C。
答案　油滴的带电荷量是1.6×10-19 C的整数倍,故电荷的最小电荷量为1.6×10-19 C