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课时分层作业(十三) 原子的核式结构模型
(建议用时：25分钟)
◎考点一 电子的发现
1．阴极射线管中加高电压的作用是( )
A．使管内的气体电离
B．使阴极发出阴极射线
C．使管内障碍物的电势升高
D．使管内产生强电场，电场力做功使电子加速
D [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，B错误；
阴极发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃壁发生撞击而产生
荧光，故A、C错误，D正确。]
2．(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密立根通过著名的“油滴实验”实现的
C．电子电荷的数值约为1.602×10－19 C
D．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
ABC [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，选项A正确；
电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，其测得电子电荷的值
约为1.602×10－19 C，选项B、C正确；电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，
选项D错误。]
3．如图所示是阴极射线管示意图。接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴方向射出，
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
B [若加磁场，由左手定则可知，所加磁场方向沿y轴正方向，选项B正确，A错
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂误；若加电场，因电子向下偏转，则电场方向沿z轴正方向，选项C、D错误。]
4．(多选)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，发现射线径迹向下偏转，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．若要使电子束的径迹往上偏转，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
BC [阴极射线的粒子是电子带负电，由左手定则判断管内磁场方向为垂直于纸面
向里。由安培定则判断AB中电流的方向由B流向A，A错误，B正确；电流方向改变，
管内的磁场方向改变，电子的受力方向也改变，C正确，D错误。]
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A点，则偏转磁场的方
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，则偏转磁场强度应该
先由小到大，再由大到小
AC [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＝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，D错误。]
◎考点二 对α散射实验的理解
6．(多选)在α粒子散射实验中，我们并没有考虑α粒子跟电子的碰撞，这是因为(
)
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A．电子体积非常小，以至于α粒子碰不到它
B．α粒子跟电子碰撞时，损失的能量很小可以忽略
C．α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零
BD [α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰，α粒子几乎不损失能量，B
正确，A错误；电子在核外均匀分布，对α粒子的库仑引力的合力几乎为零，不会改
变 α 粒子的运动轨迹，D 正确；α 粒子跟各个电子碰撞的效果不会相互抵消，C 错
误。]
7．卢瑟福在解释 α粒子散射实验的现象时，不考虑 α粒子与电子的碰撞影响，
这是因为( )
A．α粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略
B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零
C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子
D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略
D [α粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向
不会发生明显的改变，所以α粒子和电子的碰撞可以忽略。A、B、C错误，D正确。]
◎考点三 原子的核式结构模型与原子核的组成
8．下列对原子结构的认识中，错误的是( )
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小
B．电子在核外绕核旋转，库仑力为向心力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里
D．原子核的直径大约为10－10 m
D [卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出
了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核半径的数量级为10－15 m，而原子半径的
数量级为10－10 m，是原子核直径的十万倍之多，所以原子内部是十分“空旷”的，核外
带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转。故D正确。]
9．如图所示，让一束均匀的阴极射线以速率v垂直进入正交的电、磁场中，选择
合适的磁感应强度 B和电场强度E，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将
做匀速圆周运动，测得其半径为R，求阴极射线中带电粒子的比荷。
[解析] 因为带电粒子在复合场中时不偏转，所以qE＝qvB，即v＝，撤去电场后，
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB＝m。由此可得＝。
[答案]
(建议用时：15分钟)
10．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是( )
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，电势能增加
D．对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出α粒子的大小
B [由于原子核占整个原子很小的一部分，十分接近核的α粒子很少，所以绝大多
数α粒子几乎不偏转，A错误；由α粒子散射实验数据，卢瑟福估算出了原子核的大
小，但不能估算出α粒子的大小，D错误；α粒子接近原子核的过程中，克服库仑力做
功，所以动能减小，电势能增大，远离原子核时，库仑力做正功，动能增大，电势能
减小，B正确，C错误。]
11．如图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的小孔中射出时的速度大小为v。下面的说法中正确的是(
)
A．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2v
B．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
C．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
D．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v
D [由qU＝mv2得v＝，由公式可知，电子经加速电场加速后的速度与加速电极之
间的距离无关，对于确定的加速粒子——电子，其速度只与电压有关，由此不难判定
D正确。]
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
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂电势能表达式为
E ＝k，r为距点电荷的距离。α粒子质量为6.64×10－27 kg)。
p
[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，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离
为d，则mv2＝k。
d＝＝m≈2.7×10－14m。
[答案] 2.7×10－14m
13．假设α粒子以速率v 与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量m ＝
0 e
m ，金原子核质量m ＝49m 。求：
α Au α
(1)α粒子与电子碰撞后的速度变化；
(2)α粒子与金原子核碰撞后的速度变化。
[解析] α粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒，由动量守恒m v
α 0
＝m v ′＋mv ′，由能量守恒m v＝m v ′2＋mv ′2，解得v ′＝v ，速度变化Δv＝v ′－v
α 1 2 α α 1 2 1 0 1 0
＝－v 。(1)与电子碰撞，将m ＝m 代入得，Δv ≈－2.7×10－4v 。(2)与金原子核碰撞，
0 e α 1 0
将m ＝49m 代入得，Δv ＝－1.96v 。
Au α 2 0
[答案] (1)2.7×10－4v
0
(2)1.96v
0
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