《2017-2018學(xué)年高中物理 第3章 原子世界探秘 3.1 電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義 3.2 原子模型的提出學(xué)案 滬科版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第3章 原子世界探秘 3.1 電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義 3.2 原子模型的提出學(xué)案 滬科版選修3-5（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 3．1　電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義 3．2　原子模型的提出 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道陰極射線的組成，電子是原子的組成部分.2.了解湯姆生發(fā)現(xiàn)電子的研究方法及蘊(yùn)含的科學(xué)思想.3.了解α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.4.知道盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容.5.知道原子和原子核大小的數(shù)量級(jí)，原子的組成及帶電情況． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、陰極射線　電子的發(fā)現(xiàn) [導(dǎo)學(xué)探究]　1.在圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，將陰極射線管的陰極和陽(yáng)極接上高壓電源后，用真空泵逐漸抽去管中的空氣，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？當(dāng)氣壓降得很低時(shí)，又有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 圖1 答案　接上高壓電源后，

2、管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，當(dāng)氣壓降得很低時(shí)，管內(nèi)不再發(fā)光，但由陰極發(fā)射出的射線，能使熒光物質(zhì)發(fā)光． 2．人們對(duì)陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)認(rèn)為是一種電磁波，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為是帶電微粒，你認(rèn)為應(yīng)如何判斷哪種觀點(diǎn)正確？ 答案　可以讓陰極射線通過(guò)電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若射線垂直于電場(chǎng)(磁場(chǎng))方向射入之后發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則該射線是由帶電微粒組成的． [知識(shí)梳理] 1．陰極射線的特點(diǎn) (1)在真空中沿直線傳播； (2)碰到物體可使物體發(fā)出熒光． 2．湯姆生對(duì)陰極射線本質(zhì)的探究 結(jié)論：湯姆生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，陰極射線是一種帶負(fù)電的質(zhì)量很小的粒子，物理學(xué)中稱為電子，電子是原子的組成部分． [即學(xué)即

3、用]　判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)陰極射線在真空中沿直線傳播．(　√　) (2)英國(guó)物理學(xué)家湯姆生認(rèn)為陰極射線是一種電磁輻射．(　×　) (3)組成陰極射線的粒子是電子．(　√　) (4)電子是原子的組成部分，電子電荷量可以取任意數(shù)值．(　×　) 二、α粒子散射實(shí)驗(yàn) [導(dǎo)學(xué)探究]　如圖2所示為1909年英籍物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋革和馬斯頓進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，閱讀課本，回答以下問(wèn)題： 圖2 1．什么是α粒子？ 答案　α粒子(He)是從放射性物質(zhì)中發(fā)射出來(lái)的快速運(yùn)動(dòng)的粒子，實(shí)質(zhì)是失去兩個(gè)電子的氦原子核，帶有兩個(gè)單位的正電荷，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7

4、 300倍． 2．實(shí)驗(yàn)裝置中各部件的作用是什么？實(shí)驗(yàn)過(guò)程是怎樣的？ 答案　①α粒子源：把放射性元素釙放在帶小孔的鉛盒中，放射出高能的α粒子． ②帶熒光屏的放大鏡：觀察α粒子打在熒光屏上發(fā)出的微弱閃光． 實(shí)驗(yàn)過(guò)程： α粒子經(jīng)過(guò)一條細(xì)通道，形成一束射線，打在很薄的金箔上，由于金原子中的帶電粒子對(duì)α粒子有庫(kù)侖力的作用，一些α粒子會(huì)改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向．帶有放大鏡的熒光屏可以沿圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng)，以統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的α粒子的數(shù)目． 3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？ 答案　絕大多數(shù)的α粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)的方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，有的α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90°，極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來(lái)． 4．

5、少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是什么？ 答案　α粒子帶正電，α粒子受原子中帶正電的部分的排斥力發(fā)生了大角度散射． [知識(shí)梳理] 1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由α粒子源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中． 2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (1)絕大多數(shù)的α粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)的方向前進(jìn)； (2)少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)； (3)有的α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90°，有極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來(lái)． 3．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果用湯姆生的“棗糕模型”無(wú)法解釋． [即學(xué)即用]　判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了湯姆生的原子模型是符合事實(shí)的．(　×　)

6、 (2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)或反彈．(　×　) (3)α粒子大角度的偏轉(zhuǎn)是電子造成的．(　×　) (4)α粒子帶有兩個(gè)單位的正電荷，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的2倍．(　×　) 三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型　原子核的電荷與尺度 [導(dǎo)學(xué)探究]　1.原子中的原子核所帶電荷量有何特點(diǎn)？ 答案　原子核帶正電，所帶電荷量與核外電子所帶的電荷量相等． 2．核式結(jié)構(gòu)模型是如何解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)結(jié)果的？ 答案?、儆捎谠雍撕苄。蠖鄶?shù)α粒子穿過(guò)金箔時(shí)都離核很遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運(yùn)動(dòng)方向幾乎不改變． ②只有極少數(shù)α粒子有機(jī)會(huì)與原子核接近，受到原子核較大的斥力而發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)． [

7、知識(shí)梳理] 1．核式結(jié)構(gòu)模型：1911年由盧瑟福提出．在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原子核．它集中了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)． 2．原子核的電荷與尺度 — [即學(xué)即用]　判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為原子中帶正電的部分體積很小，電子在正電體外面運(yùn)動(dòng)．(　√　) (2)對(duì)于一般的原子，由于原子核很小，所以內(nèi)部十分空曠．(　√　) 一、對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí) 例1　(多選)下面對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A．陰極射線是由陰極發(fā)出的粒子撞擊玻璃管壁上的熒光粉而產(chǎn)生的 B．只要陰陽(yáng)兩極間加有電壓，就會(huì)有陰極射線產(chǎn)生 C．陰極

8、射線是真空玻璃管內(nèi)由陰極發(fā)出的射線 D．陰陽(yáng)兩極間加有高壓時(shí)，電場(chǎng)很強(qiáng)，陰極中的電子受到很強(qiáng)的庫(kù)侖力作用而脫離 陰極 答案　CD 解析　陰極射線是真空玻璃管內(nèi)由陰極直接發(fā)出的射線，故A錯(cuò)誤，C正確；只有當(dāng)兩極間有高壓且陰極接電源負(fù)極時(shí)，陰極中的電子才會(huì)受到足夠大的庫(kù)侖力作用而脫離陰極成為陰極射線，故B錯(cuò)誤，D正確． 二、帶電粒子比荷的測(cè)定 1．利用磁偏轉(zhuǎn)測(cè)量 圖3 (1)讓帶電粒子通過(guò)相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)(如圖3)，讓其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，即F洛＝F電(Bqv＝qE)，得到粒子的運(yùn)動(dòng)速度v＝. 圖4 (2)撤去電場(chǎng)(如圖4)，保留磁場(chǎng)，讓粒子單純地在磁場(chǎng)中

9、運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv＝m，根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識(shí)求出其半徑r. (3)由以上兩式確定粒子的比荷表達(dá)式：＝. 2．利用電偏轉(zhuǎn)測(cè)量 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)量y＝at2＝·()2，故＝，所以在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，U、d、L已知時(shí)，只需測(cè)量v和y即可． 例2　在再現(xiàn)湯姆生測(cè)陰極射線比荷的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖5所示的陰極射線管，從C出來(lái)的陰極射線經(jīng)過(guò)A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的D、G平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、G間加上方向向上、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，陰極射線將向下偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、G電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中

10、未畫)，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問(wèn)題： 圖5 (1)說(shuō)明陰極射線的電性． (2)說(shuō)明圖中磁場(chǎng)沿什么方向． (3)根據(jù)L、E、B和θ，求出陰極射線的比荷． 答案　(1)負(fù)電　(2)垂直紙面向外 (3) 解析　(1)由于陰極射線在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，因此陰極射線受電場(chǎng)力方向向下，又由于勻強(qiáng)電場(chǎng)方向向上，則電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反，所以陰極射線帶負(fù)電． (2)由于所加磁場(chǎng)使陰極射線受到向上的洛倫茲力，而與電場(chǎng)力平衡，由左手定則得磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外． (3)設(shè)此射線帶電量為q，質(zhì)量為m，當(dāng)射線在D、G間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，

11、有qE＝Bqv.當(dāng)射線在D、G間的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，有Bqv＝.同時(shí)又有L＝r·sin θ，如圖所示，解得＝. 針對(duì)訓(xùn)練1　如圖6所示，電子以初速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為l、板間距離為d、電勢(shì)差為U的平行板電容器中，出電場(chǎng)時(shí)打在屏上P點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量O′P距離為Y0，求電子的比荷． 圖6 答案　 解析　由于電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足 Y0＝at2＝()2＝， 則＝. 解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的三個(gè)步驟 (1)確定研究對(duì)象，并根據(jù)題意判斷是否可以忽略帶電粒子的重力． (2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，必要時(shí)要畫出力的示意圖；分析判斷粒子的

12、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和過(guò)程，畫出運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖． (3)選用恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解． 三、對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的理解 例3　如圖7所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況．下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖7 A．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多 B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光 C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似 D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈 答案　C 解析　α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

13、：絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子有大角度散射．所以A處觀察到的粒子數(shù)多，B處觀察到的粒子數(shù)少，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫(kù)侖斥力的作用，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤，C正確． 針對(duì)訓(xùn)練2　盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是(　　) 答案　D 解析　α粒子轟擊金箔后偏轉(zhuǎn)，越靠近金原子核，偏轉(zhuǎn)的角度越大，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是理解并熟記以下兩點(diǎn)： (1)明確實(shí)驗(yàn)裝置中各部分的組成及作用． (2)弄清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道“絕大多數(shù)”、“少數(shù)”和“極少數(shù)”α粒子的運(yùn)動(dòng)情況及原因． 四、原子的核式結(jié)構(gòu)

14、分析 1．原子內(nèi)的電荷關(guān)系：原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，非常接近原子序數(shù)． 2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋： (1)當(dāng)α粒子穿過(guò)原子時(shí)，如果離核較遠(yuǎn)，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿過(guò)“一片空地”一樣，無(wú)遮無(wú)擋，運(yùn)動(dòng)方向改變很小．因?yàn)樵雍撕苄。越^大多數(shù)α粒子不發(fā)生 偏轉(zhuǎn)． (2)只有當(dāng)α粒子十分接近原子核穿過(guò)時(shí)，才受到很大的庫(kù)侖力作用，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，而這種機(jī)會(huì)很少，所以有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)． (3)如果α粒子正對(duì)著原子核射來(lái)，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°，這種機(jī)會(huì)極少，如圖8所示，所以極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度甚至大于90°. 圖8 例4　(多選

15、)下列對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中，正確的是(　　) A．原子中絕大部分是空的，原子核很小 B．電子在核外運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力 C．原子的全部正電荷都集中在原子核里 D．原子核的直徑大約為10－10 m 答案　ABC 解析　盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果否定了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的湯姆孫模型，提出了關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，并估算出原子核直徑的數(shù)量級(jí)為10－15 m，原子直徑的數(shù)量級(jí)為10－10 m，原子直徑是原子核直徑的十萬(wàn)倍，所以原子內(nèi)部是十分“空曠”的，核外帶負(fù)電的電子由于受到帶正電的原子核的吸引而繞核旋轉(zhuǎn)，所以A、B、C正確，D錯(cuò)誤． 1．(多選)英國(guó)物理學(xué)家湯姆生通過(guò)對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究

16、發(fā)現(xiàn)(　　) A．陰極射線在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè) B．陰極射線在磁場(chǎng)中受力情況跟正電荷受力情況相同 C．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同 D．湯姆生并未精確得出陰極射線粒子的電荷量 答案　AD 解析　陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)，A正確．由于電子帶負(fù)電，所以其在磁場(chǎng)中受力情況與正電荷不同，B錯(cuò)誤．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C錯(cuò)誤．最早精確測(cè)出電子電荷量的是美國(guó)物理學(xué)家密立根，D正確． 2．(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在實(shí)驗(yàn)中，觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)

17、，極少數(shù)發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn) B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來(lái)自帶正電的核和核外電子，當(dāng)α粒子接近核時(shí)，是核的斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)；當(dāng)α粒子接近電子時(shí)，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn) C．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心有一個(gè)極小的核，它占有原子體積極小的一部分 D．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和原子的全部質(zhì)量 答案　AC 3．X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它們?nèi)肷鋾r(shí)的動(dòng)能相同，其偏轉(zhuǎn)軌道可能是下圖中的(　　) 答案　D 解析　α粒子離金核越遠(yuǎn)其所受斥力越小，軌道彎曲程度就越小，故選項(xiàng)D正確． 4．(多選)盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有(　　) A．原

18、子的中心有個(gè)核，叫原子核 B．原子的正電荷均勻分布在整個(gè)原子中 C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 D．帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn) 答案　ACD 一、選擇題(1～6題為單選題，7～8題為多選題) 1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．陰極射線本質(zhì)是氫原子 B．陰極射線本質(zhì)是電磁波 C．陰極射線本質(zhì)是電子 D．陰極射線本質(zhì)是X射線 答案　C 2．盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的依據(jù)是用α粒子轟擊金箔，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)α粒子(　　) A．全部穿過(guò)或發(fā)生很小偏轉(zhuǎn) B．絕大多數(shù)穿過(guò)，只有少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，有的甚至被彈回 C．絕大多數(shù)發(fā)生很大偏

19、轉(zhuǎn)，甚至被彈回，只有少數(shù)穿過(guò) D．全部發(fā)生很大偏轉(zhuǎn) 答案　B 3．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，使α粒子散射的原因是(　　) A．α粒子與原子核外電子碰撞 B．α粒子與原子核發(fā)生接觸碰撞 C．α粒子發(fā)生明顯衍射 D．α粒子與原子核的庫(kù)侖斥力的作用 答案　D 解析　α粒子與原子核外的電子的作用是很微弱的，A錯(cuò)誤．α粒子與原子核很近時(shí)，庫(kù)侖斥力很強(qiáng)，足以使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)甚至反向彈回，使α粒子散射的原因是庫(kù)侖斥力的作用，B、C錯(cuò)誤，D正確． 4. 圖1 在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一α粒子經(jīng)過(guò)某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖1所示，圖中P、Q兩點(diǎn)為軌跡上的點(diǎn)，虛線是過(guò)P、Q兩點(diǎn)并與

20、軌道相切的直線．兩虛線和軌跡將平面分成四個(gè)區(qū)域，不考慮其他原子核對(duì)α粒子的作用，那么關(guān)于該原子核的位置，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．可能在①區(qū)域 B．可能在②區(qū)域 C．可能在③區(qū)域 D．可能在④區(qū)域 答案　A 解析　因?yàn)棣亮Ｗ优c此原子核之間存在著斥力，如果原子核在②、③或④區(qū)，α粒子均應(yīng)向①區(qū)偏折，所以不可能． 5．如圖2所示是陰極射線管示意圖，接通電源后，陰極射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是(　　) 圖2 A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向 C

21、．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向 答案　B 圖3 6．如圖3所示，根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線，實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．動(dòng)能先增大后減小 B．電勢(shì)能先減小后增大 C．電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，總功等于零 D．加速度先減小后增大 答案　C 解析　α粒子及原子核均帶正電，故α粒子受到原子核的斥力，α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，從b運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，a

22、、c在同一條等勢(shì)線上，a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)差為零，則α粒子從a到c的過(guò)程中電場(chǎng)力做的總功等于零，A、B錯(cuò)誤，C正確；α粒子所受的庫(kù)侖力F＝，b點(diǎn)離原子核最近，所以α粒子在b點(diǎn)時(shí)所受的庫(kù)侖力最大，加速度最大，故加速度先增大后減小，D錯(cuò)誤． 7．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量e＝1.602 177 33(49)×10－19 C B．電子電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的 C．湯姆孫油滴實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何電荷量只能是e的整 數(shù)倍 D．通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出電子的比荷和電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量 答案　BD 解析　電子電荷量

23、的精確值是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的，電荷是量子化的也是密立根發(fā)現(xiàn)的，A、C錯(cuò)誤，B正確；測(cè)出電子比荷的值和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故D正確． 8．如圖4所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖，顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖4 A．如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒(méi)有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點(diǎn) B．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上的A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向應(yīng)該垂直紙面向里 C．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心

24、，打在熒光屏上的B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向應(yīng)該垂直紙面向里 D．如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)該先由小到大，再由大到小 答案　AC 解析　偏轉(zhuǎn)線圈中沒(méi)有電流，陰極射線沿直線運(yùn)動(dòng)，打在O點(diǎn)，A正確．由陰極射線的電性及左手定則可知B錯(cuò)誤，C正確．由R＝可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先由大變小，再由小變大，故D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 9．假設(shè)α粒子以速率v0與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰，α粒子的質(zhì)量為mα，電子的質(zhì)量me＝mα，金原子核的質(zhì)量mAu＝49mα.求： (1)α粒子與電子碰撞后的速度變化； (2)α粒子與金原子核

25、碰撞后的速度變化． 答案　(1)－2.7×10－4v0　(2)－1.96v0 解析　α粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，系統(tǒng)的動(dòng)量和能量均守恒，由動(dòng)量守恒定律有mαv0＝mαv1′＋mv2′ 由能量守恒定律有mαv＝mαv1′2＋mv2′2 解得v1′＝v0 速度變化Δv＝v1′－v0＝－v0 (1)若α粒子與電子碰撞，將me＝mα代入，得 Δv1≈－2.7×10－4v0 (2)若α粒子與金原子核碰撞，將mAu＝49mα代入，得 Δv2＝－1.96v0. 10．電子的比荷最早由美國(guó)科學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出，如圖5所示，兩塊水平放置的平行金屬板上、下極板與電源正負(fù)極相接，上、

26、下極板分別帶正、負(fù)電荷，油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶負(fù)電，油滴進(jìn)入上極板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)，兩金屬板間距為d，不計(jì)空氣阻力和浮力． 圖5 (1)調(diào)節(jié)兩板的電勢(shì)差u，當(dāng)u＝U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求油滴所帶的電荷量q為多少？ (2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差u＝U時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴的電荷量Q. 答案　(1) (2)(g－) 解析　(1)油滴勻速下落過(guò)程受到的電場(chǎng)力和重力平衡，由平衡條件得：q＝m1g，得q＝m1g. (2)油滴加速下落，其所帶電荷量為Q，因油滴帶負(fù)電，則油滴所受的電場(chǎng)力方向向上，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：m2g－Q＝m2a，d＝at2，解得Q＝(g－)． 12