高中物理 第18章 原子结构 9 电子的发现习题 新人教版选修3-5
高中物理,选修3---5,第十八章《原子结构》,新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)
高中物理选修3---5第十八章《原子结构》新课教学课时同步强化训练汇总1.《电子的发现》课时同步强化训练（附参考答案）2.《原子的核式结构模型》课时同步强化训练（附参考答案）3.《氢原子光谱》课时同步强化训练（附参考答案）4.《波尔德原子模型》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十八章《原子结构》单元检测§§18.1《电子的发现》课时同步强化训练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中电流方向来实现D．电子的径迹与AB中电流的方向无关3．下列说法正确的是( ) 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 CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷4．如图2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5．图3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3A ．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22v 6．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，两线圈大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R ，如图4所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点O 附近产生近似匀强磁场，且该匀强磁场的磁感应强度与线圈中的电流成正比，即B ＝kI.电子枪将灯丝溢出的电子经电压为U 的电场加速后，垂直射入上述匀强磁场中，测得电子做匀速圆周运动的半径为r ，试求电子的比荷．图47．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图5所示．图5(1)他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，射出的电子从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B．在M1、M2两极板间加合适的电场：加上极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么？C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2d2.一位同学说，这表明电子的比荷将由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？8．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6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向角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6§§18.1《电子的发现》参考答案1．AC 2．BC 3．BC 4．B 5．D 6.2UkIr27．见解析解析 依据运动的带电粒子在电场中受电场力和在磁场中受洛伦兹力，两者平衡列方程求比荷．(1)B 中荧光屏上恰好看不到亮点说明电子刚好落在正极板的近荧光屏的边缘，目的是利用极板间的距离d 表示比荷qm .C 中由于要求洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知磁场方向垂直电场方向向外(垂直于纸面向外)．(2)不正确，电子的比荷qm 是电子的固有参数，与测量所加U 、B 以及极板间距离d 无关．8．1.3×1011C/kg§§18.2《原子的核式结构模型》课时同步强化训练1．下列关于原子结构的说法正确的是( ) A．电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B．α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D．α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致2．α粒子散射实验结果表明( ) A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上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，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子4．卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验，在α粒子散射实验中，大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是( )A．α粒子穿越金箔时距离原子核较近B．α粒子穿越金箔时距离原子核较远C．α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D．α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力5．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力6．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( )图17．如图1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，则以下说法中正确的是( ) 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处的速度的大小相同D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小8．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等9．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流．§§18.2《原子的核式结构模型》参考答案1．AB2．ABD3．C4．B5．B6．D7．CD8．ABC9．2.19×106 m/s6.58×1015 Hz2.17×10－18 J1．07×10－3 A§§18.3《氢原子光谱》课时同步强化训练1．白炽灯发光产生的光谱是( ) A．连续谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱2．下列关于光谱的说法正确的是( ) A．炽热固体、液体和高压气体发出的光生成连续谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．太阳光谱与白炽灯光谱都是线状谱B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分4．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( ) A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素5．关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是( )A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱6．对于光谱，下列说法中正确的是( ) A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱7．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( )A．线状谱B．连续谱C．吸收光谱D．发射光谱8．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱B．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱C．做光谱分析时既可以用发射光谱，也可以用吸收光谱D．同一种物质的线状谱和吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系9．如图1甲所示，是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )图1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素10．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的________光谱(填“线状”或“吸收”)．§§18.3《氢原子光谱》参考答案1．A2．AB3．BC4．C5．AC6．B7．B8.C9．BD10．线状§§18.4《波尔德原子模型》课时同步强化训练1．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是( ) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说B．它发展了卢瑟福的核式结构学说C．它完全抛弃了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论2．根据玻尔理论，以下说法正确的是( ) A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差3．关于玻尔理论，下列说法正确的是( ) A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入了量子观念D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念4．如图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B 处于激发态E3，则下列说法正确的是( )图1A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E45．氢原子的能级图如图2所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，氢原子需要吸收的能量至少是( )图2A．13.6 eV B．10.20 eVC．0.54 eV D．27.20 eV6．氢原子的能级图如图3所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下列说法错误的是( )图3A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光7．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．图4为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n ＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于( )图4A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3D．hν48．按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，且ν1>ν2.则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将( )A．吸收频率为ν2－ν1的光子B．吸收频率为ν1－ν2的光子C．吸收频率为ν2＋ν1的光子D．释放频率为ν1＋ν2的光子9．如图5为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是()图5A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应10．若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法，一是用能量为13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV的光子照射氢原子，则( )A．两种方法都可能使氢原子电离B．两种方法都不可能使氢原子电离C．前者可使氢原子电离D．后者可使氢原子电离11．氢原子部分能级的示意图如图6所示．不同色光的光子能量如下表所示.图6处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫12．已知氢原子处于基态时，原子的能量E1＝－13.6 eV，电子的轨道半径为r1＝0.53×10－10 m；而量子数为n的能级的能量值为E n＝1n2E1，半径为r n＝n2r1.试问：(结果保留两位有效数字)(1)若要使处于n＝3的激发态的氢原子电离，至少要用频率多大的光照射氢原子？(2)氢原子处于n＝3能级时，电子在轨道上运动的动能和电子的电势能各为多少？(静电力常量k＝9×109N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)§§18.4《波尔德原子模型》参考答案1．BD2．BCD3．BC4．B5．A6．D7．C8．B9．D10．D11．A12．(1)3.6×1014 Hz (2)2.4×10－19 J(或1.5 eV)－4.8×10－19 J(或－3.0 eV)选修3---5第十八章《原子结构》单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( ) A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子；从双缝干涉实验结果看出，光波与械波是同一种波C．在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性2．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属发生光电效应，入射光的最低能量为( )A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV3．关于原子结构，下列说法中正确的是( ) A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大4．在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子( ) A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用5．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验．如图1所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明 ( )图1A．光具有波动性B．光具有波粒二象性C．微观粒子也具有波动性D．微观粒子的波是一种电磁波6．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则( ) A．电子轨道半径越小B．核外电子运动速度越大C．原子能量越大D．电势能越小7．氢原子的能级图如图2所示，一群原来处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级的过程中( )图2A．放出三种频率不同的光子B．放出六种频率不同的光子C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD．放出的光能够使逸出功为13 eV的金属发生光电效应8．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图3所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )图3A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)9．研究光电效应规律的实验装置如图4所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K射出后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压U c.下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是( )图410．用如图5所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )图5A．a光的频率一定大于b光的频率B．增大b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大二、填空题(本题共4小题，共20分)11．(5分)已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________ eV.12．(5分)黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成，每一份称为______.1905年爱因斯坦由此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为________，并成功解释了________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖．13．(5分)图6中画出了氢原子的5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．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有________种．图614．(5分)如图7所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知该金属的极限频率为________，该图线的斜率表示__________．该金属的逸出功为________．图7三、计算题(本题共4小题，共40分)15．(8分)如图8所示，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，调整两个极板电压，当A极板电压比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为I＝0.64 μA，求：图8(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能．16．(8分)氢原子处于基态时，原子的能级为E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，氢原子在n＝4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？17．(12分)氢原子的能级图如图9所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少？图918．(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中最长波长是多少？选修3---5第十八章《原子结构》单元检测参考答案1．D2．B3．AD4．AD5．C6．C7．BC8．A9．ACD10．AD11．10.2 －1.5112．能量子ε＝hν光电效应爱因斯坦光电效应13．414．4.3×1014 Hz 普朗克常量h 1.78 eV15．(1)4.0×1012个9.64×10－20 J(2)8.0×1012个9.64×10－20 J16．(1)0.85 eV (2)12.75 eV17．7.65 eV18．(1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种6．58×10－7 m。
新人教版高中物理第十八章原子结构一电子的发现练习无答案选修3_5
一、电子的发现1．关于阴极射线的下列说法，正确的是()A．是由很小的不带电的粒子构成的B．是由原子构成的C．是由电子构成的D．以上说法都不对2．一只阴极射线管，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BB．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3．关于空气导电性能，下列说法正确的是()A．空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动的结果B．空气能够导电，是因为空气分子在射线或强电场作用下电离的结果C．空气密度越大，导电性能越好D．空气越稀薄，越容易发出辉光4．关于物体带电问题，下列说法正确的是()A．带电体所带电荷量可以是任意值B．带电体所带电荷量都是电子所带的电荷量的整数倍C．电子的电荷量是1.6×10－19CD．电子的电荷量是1 C5．如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是()A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转6．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（）A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比质子的比荷大D．阴极射线的比荷比质子的比荷小7．如图所示，电子在电势差为U1的电场加速后，垂直射入电势差为U2的偏转电场．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是() A．U1变大、U2变大 B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小 D．U1变小、U2变小8．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是（）A．测得了电子的电荷量B．提出了电荷分布的量子化观点C．为电子质量的最终获得做出了突出贡献D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据9．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，求：(1)电子运动的动能.(2)电子绕核转动的频率.(3)电子绕核转动相当于环形电流的电流大小.10．一个半径为1.64ⅹ10-4cm的带负电的油滴，在电场强度等于1.92ⅹ105V/m的竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库仑力恰好与重力平衡，则这个油滴带有几个电子的电荷量？已知油滴的密度为0.851ⅹ103kg/m3。
人教版高中物理选修3-5教学案：第十八章 第1节 电子的发现 -含答案
第1节电子的发现1．英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2．组成阴极射线的粒子——电子。
3．密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量。
4．密立根实验发现：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。
一、阴极射线1．实验装置：如图18-1-1所示真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极；把它们分别连在感应圈的负极和正极上。
图18-1-12．实验现象：玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。
3．阴极射线：荧光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。
二、电子的发现1．汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明它是B(A.带正电B．带负电)的粒子流并求出了它的比荷。
(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)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——电子。
由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
2．密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷。
(2)电荷是量子化的。
3．电子的有关常量1．自主思考——判一判(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线。
(×)(2)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。
(×)(3)阴极射线在真空中沿直线传播。
(√)(4)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。
(×)(5)组成阴极射线的粒子是电子。
(√)(6)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值。
(×)2．合作探究——议一议气体放电管中的气体为什么会导电？提示：气体分子内部有电荷，正电荷和负电荷的数量相等，对外呈电中性，当分子处于电场中时，正电荷和负电荷受电场力的方向相反，电场很强时正、负电荷被“撕”开，于是出现了等量的正、负电荷，在电场力作用下做定向运动，气体就导电了。
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.。
高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第2节word版含解析
高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第3节
word版含答案
1.请判断下列叙述是否正确：
A.原子核外的质子负电荷由电子构成。
B.原子核质子的负电荷由质子构成。
A.错误
B.正确
2.原子核由质子和中子组成，其中质子具有多少电荷？
质子具有正电荷1.602×10-19C.
3.核子数和质子数之比是什么？
核子数和质子数之比称为原子序数，一般比例为1：1
4.原子的质量数等于原子核的质子数加上什么？
原子的质量数等于原子核的质子数加上中子数。
5.阿伏加德罗常数是什么？
阿伏加德罗常数又称为电子基本电荷，表示电子电荷的定值，数值为1.602×10-19C。
6.原子核的半径大约等于原子的什么？
原子核的半径大约等于原子的10-3分之一
7.原子核由质子、中子和什么组成？
原子核由质子、中子和原子核粒子组成。
8.什么粒子携带正电荷？
质子携带正电荷。
9.比色法是用谁发现的？
比色法是由霍金斯发现的。
10.下列说法正确的是？
A.原子核由质子和中子构成
B.电子的基本电荷为1.602×10-19C。
人教版高二物理选修3-5课后作业第十八章 原子结构电子的发现
人教版选修3-5课后作业第十八章原子结构电子的发现一、选择题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2.如图所示为J.J.汤姆孙阴极射线管的构造简图,将两极间加有一定电压的阴极射线管置于U形磁铁两极之间,分析左端射入的电子束可知( )A.增大加速电压,观察到的偏转现象将更加明显B.减小磁感应强度,观察到的偏转现象将更加明显C.电子束向下偏转D.若将粒子源更换为α粒子源,磁场中α粒子束偏转方向不变3.如图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( )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4.(多选)如图所示是J.J.汤姆孙的阴极射线管的示意图,下列说法中正确的是( )A.若在D1、D2两极板之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的中心P1点B.若在D1、D2两极板之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转C.若在D1、D2两极板之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转D.若在D1、D2两极板之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转5.(多选)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的A点,则偏转磁场的方向应该垂直于纸面向里C.如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心打在荧光屏上的B点,则偏转磁场的方向应该垂直于纸面向里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6.下列说法错误的是( )A.电子电荷量的精确值是由密立根通过“油滴实验”测得的B.若物体带电,则其所带电荷量可以是任意值C.若物体带电,则其所带电荷量的最小值为1.6×10-19 CD.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍7.(多选)1897年英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子并因此被称为“电子之父”。
高中物理,选修3---5,第十八章,《原子结构》,全章导学案,(附同步强化训练,与详细参考答案)汇总
高中物理选修3—5第十八章《原子结构》全章导学案汇总一.§§18.1《电子的发现》（附课后同步强化训练与详细参考答案）二.§§18.2 《原子的核式结构模型》（附课后同步强化训练与详细参考答案）三.§§18.3 《氢原子光谱》（附课后同步强化训练与详细参考答案）四.§§18.4 《波尔的原子模型》（附课后同步强化训练与详细参考答案）§§18.1 《电子的发现》导学案【教学目标】1．知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程。
2．知道电子是原子的组成部分。
3．知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。
重点：电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。
难点：阴极射线【自主预习】1.1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带________的粒子流并求出了这种粒子的________，后来汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的________，它的电荷量的大小与氢离子大致相同。
2．组成阴极射线的粒子被称为________。
电子是________的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
3．电子电荷的精确测定是在1910年前后由________通过著名的________做出的。
电子电荷的值一般取做e＝________ C。
4．密立根实验更重要的发现是：电荷是________的，即任何带电体的电荷只能是e 的________。
5．质子质量与电子质量的比值为 m p/m e＝________。
6.阴极射线的产生1). 阴极射线由阴极射线管产生2)．阴极射线 :在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线，这种射线称为阴极射线。
3)．阴极射线的特点:阴极射线能够使荧光物质发光。
4)．对阴极射线的本质的认识：19世纪后期的两种观点：(1)认为是电磁辐射，类似X射线；(2)是带电粒子。
7. 2.密立根的“油滴实验”1910年密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷现代值为e＝1.602 177 33(49)×10－19 C，有关计算中一般使用e＝1.6×10－19 C。
【人教版】2020高中物理 第十八章 原子结构 第一节 电子的发现学案 新人教版选修3-5
第一节电子的发现〔情景切入〕世界是物质的。
物质是绚丽多彩的：火红的太阳，蔚蓝的大海。
还有一些物质是肉眼无法感知到的。
物质是有结构的，组成物质的原子可以再分吗？它有什么样的结构呢？道尔顿、汤姆孙、卢瑟福、玻尔等物理学家心目中的原子是什么样的呢？学了本章内容，你就能回答以上问题了。
〔知识导航〕本章内容以人们认识微观世界的过程为线索，介绍了历史上著名的实验及根据实验得出的关于电子的发现、原子结构、原子光谱和激光的产生的基础知识。
本章内容可分为二个单元：第一单元(第1～2节)主要介绍了电子及原子结构的发现、发展过程。
第二单元(第3～4节)主要讲了氢原子光谱的实验规律及玻尔理论。
本章的重点是原子的核式结构及氢原子的能级跃迁。
本章的难点是人类研究微观世界的方法、原子的能级跃迁。
〔学法指导〕1．学习本章时要注意沿着历史的足迹，了解和认识人类发现电子、原子结构探索的过程，体会科学家研究问题的方法精髓：大胆猜想，设计实验检验的科学思维方法，了解原子结构理论在现代科学技术中的应用。
2．要理解α粒子散射实验，对α粒子散射实验的实验装置、怎样观察实验现象都要十分清楚。
可采用逆向思维，结合原子的核式结构模型来加深理解实验中绝大多数α粒子不发生偏转，少数α粒子发生较大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°的原因。
3．卢瑟福的核式结构模型与玻尔原子模型是两个重要的原子模型，知识它们的相同点在于带正电的核处在圆心上，电子绕核做经典的圆周运动。
不同点是玻尔引入了量子化，认为电子的轨道半径和能量值是不连续的。
4．结合能级图深刻理解氢原子能级跃迁问题，知道原子跃迁的条件是光子能量符合两个轨道之间的能量差。
知道电离是一种特殊的跃迁。
会结合能级图计算氢原子跃迁时释放或吸收光子的频率。
学习目标知识导图知识点1 阴极射线1．演示实验如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成的__阴极__，接感应线圈的负极，A是金属环制成的__阳极__，接感应线圈的正极，接通电源后，感应线圈产生的__近万伏__的高电压加在两个电极之间。
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错误．
答案：D
二、非选择题(本题有 3 小题，共 52 分)
9．(15 分)在地球南北两极附近地区的高空，夜间有时会出
现绚丽多彩的光辉，它轻盈地飘荡，同时忽明忽暗，发出红的、 蓝的、绿的、紫的光芒，这种壮丽动人的景象就叫做极光．极光 产生的原因是由于地磁场的作用，从太阳辐射来的带电微粒沿螺 旋线进入地面，在地球两极空中与气体分子碰撞的发光现象，如 果在南极上空，某带电微粒沿逆时针(从上往下看)方向转动，该 粒子带________电．
时的速度为 2v
B．如果 AK 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 K
时的速度为v2
C．如果 AK 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K 时
的度为v2
D．如果 AK 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K 时
的速度为 22v
解析：当 AK 间电压不变、距离变化时，电场力对电子做功 不变，即射出时速度仍为 v，A、B 项错误；当 AK 间电压减半 时，电场力对电子做功为原来的一半，而 eU＝12mv2，12eU＝12
答案：BD
7．(多选题)如图所示，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，发现射线的轨迹往 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 A C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变 AB 中的电
流方向来实现
D．电子束的轨迹与 AB 中电流方向无关
A．物质中可能有电子，也可能没有电子 B．不同的物质中具有不同的电子 C．电子质量是质子质量的 1836 倍 D．电子是一种构成物质的基本粒子
答案：D
5．关于电荷量，下列说法不正确的是( ) A．电子的电量是由密立根通过油滴实验测得的 B．物体的带电量可以是任意值 C．物体带电量的最小值为 1.6×10－19 C D．电子所带的电荷量称为元电荷
在强电场作用下向相反方向运动的结果
B．空气能够导电，是因为空气分子在射线或强电场作用下
电离的结果
C．空气密度越大，导电性能越好 D．空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下， 气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体．但在射线、受热及 强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度 较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电 荷重新复合，难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在 稀薄气体环境中导电性能更好，而气体导电时发出辉光．综上所 述，正确答案 B、D.
解析：在南极上空，地磁场竖直分量向上，由左手定则及微 粒沿逆时针(从上往下看)可知粒子带负电．
答案：负(15 分)
10．(17 分)如图所示是对光电效应中产生的光电子进行比荷 测定的原理图，两块平行金属板相距很近，板间距为 d，放在真 空中，其中 N 为锌板，受紫外线照射后将激发出沿不同方向的 光电子，光电子打在 M 板上形成电流，引起微安表指针偏转， 若调节变阻器 R，逐渐增大两板间电压，可以使光电流逐渐减小 到零，当电压表读数为 U 时，电流恰好为零．断开开关，在 MN 之间加一垂直纸面的磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使光电流 逐渐减小到零，此时的磁感应强度为 B，那么光电子的比荷为 ________．
答案：BC
8．如图所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内抽
成真空，A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速电极， A、K 之间电压为 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，下列说法正确的是 ()
A．如果 AK 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 K
解析：因为 AB 中通有电流，所以会在射线管中产生磁场， 电子是因为受到洛伦兹力的作用而发生偏转，由左手定则可知， 射线管中的磁场方向垂直于纸面向里，又根据安培定则可知， AB 中的电流方向应是由 B 流向 A，当 AB 中的电流方向变为由 A 流向 B，则 AB 上方的磁场方向变为垂直于纸面向外，电子所 受洛伦兹力变为向上，电子束的径迹会变为向上偏转．
解析：密立根的油滴实验测出了电子的电量为 1.6×10－19 C，
并提出了电荷量子化的观点，因此 A、C 项正确，B 项错．任何 物体的电荷量都为 e 的整数倍，并规定 e 所带的电量为元电荷， 故 D 项正确．因此选 B.
答案：B
6．(多选题)关于空气导电性能，下列说法正确的是( ) A．空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，
解析：电子是原子的一部分，说明原子可再分，但不能说明 原子的结构．
答案：C
2．(多选题)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核的比荷大 D．阴极射线的比荷比氢原子核的比荷小
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，而且比荷比氢原子核的比荷大得多，故 A、C 项 正确．
答案：AC
3．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：阴极射线是原子受激发射出的电子流，关于阴极射线 是电磁波、X 射线的说法都是在研究阴极射线过程中的一些假 设，是错误的．
答案：C
4．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( )
第十八章
原子结构
课时作业09 电子的发现
①知道阴极射线的概念，了解电子 作业 的发现过程；②知道电子是原子的 目标 组成部分；③知道电子的电荷量及
其他电荷与电子电荷量的关系 作业
限时：40 分钟 满分：100 分 设计
一、选择题(本题有 8 小题，每小题 6 分，共 48 分)
1．电子的发现说明( ) A．原子是由原子核和电子组成的 B．物质是带电的且一定带负电 C．原子可进行再分 D．原子核可再分
解析：当电压表的示数为 U 时，光电流恰好为零，可知， 光电子的最大初动能为12mv02＝eU ①