2019-2020学年人教新课标选修3-5 18.1电子的发现 达标作业（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教新课标选修3-5 18.1电子的发现 达标作业（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 150.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-11 22:28:55 | ||
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文档简介
18.1电子的发现
达标作业（解析版)
1．1910年美国科学家密立根通过油滴实验( )
A．发现了中子 B．发现了电子
C．测出了中子的质量 D．测出了电子的电荷量
2．下列说法正确的是（ ）
A．对于某种金属，无论入射光多强，只要其频率低于极限频率就不能发生光电效应
B．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大
C．微波和声波一样都只能在介质中传播
D．氡原子核的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天一定只剩下一个未发生衰变
3．下列说法正确的是
A．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知，氢原子的电势能减少，核外电子的运动的加速度增大，动能减小，原子能量减少
B．在衰变中会伴随着射线的产生，衰变方程为，其中射线是镤原子核放出的
C．是衰变方程
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了原子核式结构模型
4．如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属铂的逸出功为6.34eV.在这些光波中，能够从金属铂的表面打出光电子的总共有( )
A．五种 B．四种 C．三种 D．二种
5．用光子能量为E的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后，能发射频率为、、的三种光子，且，入射光束中光子的能量应是( )
A． B．
C． D．
6．以下关于近代物理的叙述中，正确的是
A．β射线是电子流，是原子的外层电子受激发而辐射产生的
B．放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、是否是化合态都有关
C．一群处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子
D．中子与质子结合成氘核时吸收能量
7．用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( )
A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小
B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的
8．如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，并用产生的光子照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则，
A．发出的光子最多有4种频率
B．发出的光子最多有6种频率
C．产生的光电子最大初动能可达10eV
D．加在该光电管上的遏止电压应为10V
9．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光；从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分別为和，照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则:
A．
B．
C．a光的光子能量为2.86eV
D．b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26eV
10．图示为氢原子的能级图，氢原子从n=4能级直接跃迁到n=2能级，辐射出的是可见光光子(能量在1.63eV～3.10eV)，则下列说法正确的是
A．玻尔认为，电子在定态轨道上运动，不会发生电磁辐射
B．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子是可见光光子
C．能量为10.2eV的光子能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级
D．使n=2能级的氢原子电离，需要放出的光子的能量至少为3.4eV
11．电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上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情况。两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力。
（1）调节两金属板间的电势差u，当u=U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动，则该油滴所带电荷量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m2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，求此油滴所带电荷量Q。
12．为了测定带电粒子的比荷，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，求为多少？
13．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的粒子流,这些粒子是_____。若加在阴极射线管内两个电极的电压为U,电子离开阴极表面时的速度为零,则电子到达阳极时的速度v=_____。
14．汤姆孙通过测定组成阴极射线的粒子的比荷发现了________，从而说明原子内部有复杂的结构。密立根通过油滴实验测定了电子的________。
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：解答本题的关键是了解密立根油滴实验的有关知识，知道密立根根据该实验测出了电子的电荷量．
解：密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷，故ABC错误，D正确．
故选D．
【点评】本题考查了物理学史部分，比较简单，对于这部分知识，平时学习不可忽略，要不断积累和加强记忆．
2．A
【解析】
根据光电效应的规律，对于某种金属，无论入射光多强，只要其频率低于极限频率就不能发生光电效应，选项A正确； 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，总能量减小，选项B错误；微波是电磁波，电磁波可以在介质传播，也可以在真空中传播，而声波是机械波，故机械波只能在介质中传播．故C错误．半衰期是对大量原子核的统计规律，对少量的原子核不适用，故D错误．故选A.
3．B
【解析】
根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动半径减小，加速度增大，动能变大，故A错误；γ射线是镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的，故B正确；是原子核的人工转变方程，选项C错误；卢瑟福通过对α粒子散射试验的研究提出了原子核式结构模型，选项D错误；故选B.
4．C
【解析】
处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于3.2eV，不能使金属钾发生光电效应，其它三种光子能量都大于3.2eV．故C正确，A、B、D错误。故选C。
【点睛】解决本题的关键知道能极差与光子能量的关系，以及掌握发生光电效应的条件．
5．B
【解析】
【详解】
处于激发态的氢原子并不稳定，能够自发向低能级跃迁并发射光子，其发射光子的种类有种；故
解得；
显然从直接跃迁到能级时辐射光子的能量等于入射光子的能量，故入射光子的能量
；
而先从跃迁到，再从跃迁到辐射的能量与从直接跃迁到能级时辐射光子的能量相同，故
。
A.，与结论不相符，选项A错误；
B. 与结论相符，选项B正确；
C. 与结论不相符，选项C错误；
D. 与结论不相符，选项D错误。
6．C
【解析】
【详解】
A.β射线是电子流，是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的，故A项与题意不相符；
B.半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，故B项与题意不相符；
C.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，依据，能辐射出6种不同频率的光，故C项与题意相符；
D. 中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故D项与题意不相符。
7．CD
【解析】
【详解】
A.增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A错误；
B.a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误；
C.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确；
D.氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确．
8．BCD
【解析】
【详解】
AB．根据知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种能量不同的光子，故A错误，B正确；
C．能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足：hγ=Em-En，所以频率最大的光子能量为：
E=E4-E1=-0.85+13.60eV=12.75eV
若用此光照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则光电子的最大初动能为：
12.75eV-2.75eV=10eV
故C正确；
D．光电子的最大初动能为10eV，所以加在该光电管上的遏止电压为 10V，故D正确。
9．CD
【解析】
【详解】
AC、氢原子中的电子从n=5跃迁到n=2产生的a光，,氢原子中的电子从n=4跃迁到n=2产生的b光, ,能量越高频率越大，波长越小，则，选项C正确，A错误；
BD、由光电效应方程有频率越高的越大，即，,则B错误、D正确
点睛：电子跃迁释放的能量等于两个能级的能量差值，并结合光电效应方程求遏制电压的大小
10．AC
【解析】
【详解】
A.玻尔认为，电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射，选项A正确；
B.氢原子从n= 4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的能量
能量不在可见光能量范围内，不是可见光子，选项B错误；
C.使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，入射光子的能量
选项C正确；
D.使n=2能级的氢原子电离，需要吸收的光子的能量至少为
选项D错误。
11．（1）q= （2） 或
【解析】
（1）由平衡条件知m1g=q
解得q=
（2）若Q为正电荷，根据牛顿第二定律有m2g+=m2a，且d=at2
由以上两式解得Q=
若Q为负电荷，根据牛顿第二定律有m2g-=m2a，又d=at2
由以上两式解得Q=
12．
【解析】
【分析】
带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动公式和牛顿第二定律列式，粒子在磁场中作匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，列式求出v，联立即可求解。
【详解】
设带电粒子以速度v0垂直电场方向进入匀强电场，
则d＝at2＝
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＝qv0B，
解得：v0＝
可得：＝
联立解得：＝
【点睛】
本题主要考查了电场中类平抛运动采用运动的分解法处理，电磁场中匀速直线运动，类似于速度选择器，运用平衡条件研究。
13． 电子
【解析】由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动。
由动能定理
解得：
【点睛】本题考查带电粒子在电场中的加速问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度.
14．电子； 电荷量（或电荷）
【解析】汤姆孙发现了电子，密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量
达标作业（解析版)
1．1910年美国科学家密立根通过油滴实验( )
A．发现了中子 B．发现了电子
C．测出了中子的质量 D．测出了电子的电荷量
2．下列说法正确的是（ ）
A．对于某种金属，无论入射光多强，只要其频率低于极限频率就不能发生光电效应
B．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大
C．微波和声波一样都只能在介质中传播
D．氡原子核的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天一定只剩下一个未发生衰变
3．下列说法正确的是
A．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知，氢原子的电势能减少，核外电子的运动的加速度增大，动能减小，原子能量减少
B．在衰变中会伴随着射线的产生，衰变方程为，其中射线是镤原子核放出的
C．是衰变方程
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了原子核式结构模型
4．如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属铂的逸出功为6.34eV.在这些光波中，能够从金属铂的表面打出光电子的总共有( )
A．五种 B．四种 C．三种 D．二种
5．用光子能量为E的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后，能发射频率为、、的三种光子，且，入射光束中光子的能量应是( )
A． B．
C． D．
6．以下关于近代物理的叙述中，正确的是
A．β射线是电子流，是原子的外层电子受激发而辐射产生的
B．放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、是否是化合态都有关
C．一群处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子
D．中子与质子结合成氘核时吸收能量
7．用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是 ( )
A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小
B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电
C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的
8．如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，并用产生的光子照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则，
A．发出的光子最多有4种频率
B．发出的光子最多有6种频率
C．产生的光电子最大初动能可达10eV
D．加在该光电管上的遏止电压应为10V
9．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光；从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分別为和，照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则:
A．
B．
C．a光的光子能量为2.86eV
D．b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26eV
10．图示为氢原子的能级图，氢原子从n=4能级直接跃迁到n=2能级，辐射出的是可见光光子(能量在1.63eV～3.10eV)，则下列说法正确的是
A．玻尔认为，电子在定态轨道上运动，不会发生电磁辐射
B．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子是可见光光子
C．能量为10.2eV的光子能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级
D．使n=2能级的氢原子电离，需要放出的光子的能量至少为3.4eV
11．电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上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情况。两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力。
（1）调节两金属板间的电势差u，当u=U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动，则该油滴所带电荷量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m2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，求此油滴所带电荷量Q。
12．为了测定带电粒子的比荷，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，求为多少？
13．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的粒子流,这些粒子是_____。若加在阴极射线管内两个电极的电压为U,电子离开阴极表面时的速度为零,则电子到达阳极时的速度v=_____。
14．汤姆孙通过测定组成阴极射线的粒子的比荷发现了________，从而说明原子内部有复杂的结构。密立根通过油滴实验测定了电子的________。
参考答案
1．D
【解析】
试题分析：解答本题的关键是了解密立根油滴实验的有关知识，知道密立根根据该实验测出了电子的电荷量．
解：密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷，故ABC错误，D正确．
故选D．
【点评】本题考查了物理学史部分，比较简单，对于这部分知识，平时学习不可忽略，要不断积累和加强记忆．
2．A
【解析】
根据光电效应的规律，对于某种金属，无论入射光多强，只要其频率低于极限频率就不能发生光电效应，选项A正确； 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，总能量减小，选项B错误；微波是电磁波，电磁波可以在介质传播，也可以在真空中传播，而声波是机械波，故机械波只能在介质中传播．故C错误．半衰期是对大量原子核的统计规律，对少量的原子核不适用，故D错误．故选A.
3．B
【解析】
根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动半径减小，加速度增大，动能变大，故A错误；γ射线是镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的，故B正确；是原子核的人工转变方程，选项C错误；卢瑟福通过对α粒子散射试验的研究提出了原子核式结构模型，选项D错误；故选B.
4．C
【解析】
处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于3.2eV，不能使金属钾发生光电效应，其它三种光子能量都大于3.2eV．故C正确，A、B、D错误。故选C。
【点睛】解决本题的关键知道能极差与光子能量的关系，以及掌握发生光电效应的条件．
5．B
【解析】
【详解】
处于激发态的氢原子并不稳定，能够自发向低能级跃迁并发射光子，其发射光子的种类有种；故
解得；
显然从直接跃迁到能级时辐射光子的能量等于入射光子的能量，故入射光子的能量
；
而先从跃迁到，再从跃迁到辐射的能量与从直接跃迁到能级时辐射光子的能量相同，故
。
A.，与结论不相符，选项A错误；
B. 与结论相符，选项B正确；
C. 与结论不相符，选项C错误；
D. 与结论不相符，选项D错误。
6．C
【解析】
【详解】
A.β射线是电子流，是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的，故A项与题意不相符；
B.半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，故B项与题意不相符；
C.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，依据，能辐射出6种不同频率的光，故C项与题意相符；
D. 中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故D项与题意不相符。
7．CD
【解析】
【详解】
A.增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A错误；
B.a光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误；
C.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确；
D.氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的光子能量，D正确．
8．BCD
【解析】
【详解】
AB．根据知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种能量不同的光子，故A错误，B正确；
C．能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足：hγ=Em-En，所以频率最大的光子能量为：
E=E4-E1=-0.85+13.60eV=12.75eV
若用此光照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则光电子的最大初动能为：
12.75eV-2.75eV=10eV
故C正确；
D．光电子的最大初动能为10eV，所以加在该光电管上的遏止电压为 10V，故D正确。
9．CD
【解析】
【详解】
AC、氢原子中的电子从n=5跃迁到n=2产生的a光，,氢原子中的电子从n=4跃迁到n=2产生的b光, ,能量越高频率越大，波长越小，则，选项C正确，A错误；
BD、由光电效应方程有频率越高的越大，即，,则B错误、D正确
点睛：电子跃迁释放的能量等于两个能级的能量差值，并结合光电效应方程求遏制电压的大小
10．AC
【解析】
【详解】
A.玻尔认为，电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射，选项A正确；
B.氢原子从n= 4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的能量
能量不在可见光能量范围内，不是可见光子，选项B错误；
C.使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，入射光子的能量
选项C正确；
D.使n=2能级的氢原子电离，需要吸收的光子的能量至少为
选项D错误。
11．（1）q= （2） 或
【解析】
（1）由平衡条件知m1g=q
解得q=
（2）若Q为正电荷，根据牛顿第二定律有m2g+=m2a，且d=at2
由以上两式解得Q=
若Q为负电荷，根据牛顿第二定律有m2g-=m2a，又d=at2
由以上两式解得Q=
12．
【解析】
【分析】
带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动公式和牛顿第二定律列式，粒子在磁场中作匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，列式求出v，联立即可求解。
【详解】
设带电粒子以速度v0垂直电场方向进入匀强电场，
则d＝at2＝
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＝qv0B，
解得：v0＝
可得：＝
联立解得：＝
【点睛】
本题主要考查了电场中类平抛运动采用运动的分解法处理，电磁场中匀速直线运动，类似于速度选择器，运用平衡条件研究。
13． 电子
【解析】由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动。
由动能定理
解得：
【点睛】本题考查带电粒子在电场中的加速问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度.
14．电子； 电荷量（或电荷）
【解析】汤姆孙发现了电子，密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量