第4章 第3节 原子的核式结构模型-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业（人教版）

世物理 空 物 课时 间 理 作业 第三节 纠错空间 [基础达标练] 1.借助阴极射线管，我们看到的是( A.每个电子的运动轨迹 B.所有电子整体的运动轨迹 C.真实的电子 D.错误的假象 2.(多选)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 方法总结 3.卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象 时，不考虑《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排斥，但斥 力很小，可忽略 B.α粒子虽受电子作用，但电子对a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 4.在α粒子散射实验中，当α粒子最接近 原子核时，关于描述α粒子的有关物理 量的情况，下列说法正确的是() A.动能最大 B.势能最小 C.势能最大 D.α粒子与金原子核组成的系统能量 最小 选择性必修第三册 原子的核式结构模型 5.(多选)a粒子散射实验 中α粒子穿过某一金原 子核附近的示意图如图 所示，A、B、C分别位于 两个等势面上，则以下 说法正确的是 A.α粒子在A处的速度比B处的速 度小 B.α粒子在B处的动能最大，电势能 最小 C.α粒子在A、C两处的速度大小相等 D.α粒子在B处的速度比在C处的速 度要小 6.α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射 的运动轨迹如图所示，M、N、P、Q是 迹上的四个点，在散射过程中可以认为 重金属原子核静止不动.图中所标出的 α粒子在各点处的加速度方向正确的是 a粒子 重金属原子核 A.M点 B.V点 C.P点 D.Q点 7.根据α粒子散射实 ⑧ 验，卢瑟福提出了原 ©a粒子 子的核式结构模型. 田原子核 α粒子散射图如图 所示.图中实线表示α粒子的运动轨 迹，则关于α粒子散射实验，下列说法 正确的是 220 第四章原子结构和波粒二象性 A.图中发生大角度偏转的α粒子的电 势能先减小后增大 B.图中的a粒子反弹是因为α粒子与 金原子核发生了碰撞 C.绝大多数α粒子沿原方向继续前进 说明了带正电的原子核占据原子的 空间很小 D.根据α粒子散射实验可以估算原子 的大小 8.(多选)阴极射线显像管及其偏转线圈 的示意图如图所示.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.下列说法正确的是 ( 阴极射线 \0 荧光屏 偏转线圈 /B 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 磁感应强度应该先由小到大，再由大 到小 [能力提升练] 9.如图所示的阴极射线管的玻璃管内已 经抽成真空，当左右两个电极连接高压 电源时，阴极会发射电子，电子在电场 的加速作用下飞向阳极.挡板上有一个 ·22 课时作业色 扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个 扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极 端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板 纠错空间 上，显示出电子束的径迹.现在用该装 置做研究磁场对运动电荷的作用的实 验，下列对该实验的说法正确的是 ( 电子束狭缝 荧光屏 阴极 30古 阳极 A.没有施加磁场时，电子束的径迹是 条抛物线 B.若图中左侧是阴极射线管的阴极，加 方法总结 上图示的磁场，电子束会向上偏转 C.施加磁场后，根据电子束在磁场中运 动的径迹和磁场方向，可由相关知识 判断出阴极射线管两个电极的极性 D.施加磁场后，结合阴极射线管的两个 电极的极性和电子束在磁场中运动 的径迹，可以判断出磁场的方向，但 无法判断出磁场的强弱 10.美国物理学家密立根通过如图所示的 实验装置最先测出了电子的电荷量， 被称为密立根油滴实验.两块水平放 置的金属板A、B分别与电源的正负极 相连接，板间产生匀强电场，方向竖直 向下，图中油滴由于带负电悬浮在两 板间保持静止 喷雾器 A油滴活 世物理 选择性必修第三册 (1)若要测出该油滴的电荷量，需要测 [创新应用练] 出的物理量有 12.在Q粒子散射实验中，根据a粒子与 间 A.油滴质量m 原子核发生对心碰撞时能达到的最小 纠错空间 B.两板间的电压U 距离可以估算原子核的大小.现有一个α C.两板间的距离d 粒子以2.0×10m/s的速度去轰击金 D.两板的长度L 箔，若金原子的核电荷数为79.求α粒子 (2)用所选择的物理量表示出该油滴 与金原子核间的最近距离（已知带电粒 的电荷量q= (已知重力加 子在点电荷电场中的电势能表达式为 速度为g) E,=k9丝，其中k=9.0×10N·m/C心， (3)在进行了几百次的测量以后，密立 根发现油滴所带的电荷量虽不同，但 a粒子质量为6.64×10”kg). 都是某个最小电荷量的整数倍，这个 最小电荷量被认为是元电荷，其值大 约为e= C. 11.已知金的原子序数为79，a粒子离金 原子核的最近距离设为1018m,则a 粒子离金核最近时受到的库仑力是多 方法总结 大？α粒子的加速度是多大？（结果保留 13.如图所示，A、B为两块足够大的相距 3位有效数字.已知a粒子的电荷量q。= 为d的平行金属板，接在电压为U的 2e,质量m.=6.64×107kg) 电源上.在A板的中央P点放置一个 电子发射源，可以向各个方向释放电 子，射出电子的初速度为，电子打在 B板上的区域面积为S.不计电子的重 力，试求电子的比荷. B ·222·参考答案 l3.D[光电子最大初动能Eks=eUc,由Ek=hv-Wo, 得U,=上，-，图线针率冬=8D e 又e=1.6×1019C,代入得a≈-3.2，故选D.] 14D[用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光频率高、能 量高的特，点，故A错误：根据C=以可知激光的频率为 =云，故B错误：根据入乃得，激光光子的动量为D= 会，故C错误：根据E=加和6=以可知，则单个光子的 能量为方无，则每个激光脉冲的能量为无，故D 正确.门 第三节原子的核式结构模型 1.B[借助阴极射线管，我们看到的是电子束的运动轨迹， 即所有电子整体的运动轨迹，故B正确.] 2.AD[由于原子的体积远远大于原子核的体积，当α粒 子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距α粒子相对 较远，而且其他原子核对α粒子的作用力也可以近似相 互抵消，所以散射角度大的这个《粒子并不是由于受到 多个原子核作用造成的，C错：由库仑定律可知，Q粒子受 到的斥力与距离的平方成反比，α粒子距原子核越近，斥 力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A对，B错； 当α粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量 就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大，D对.] 3.D[电子的质量很小，《粒子与电子相碰，运动方向不会 发生明显的改变，所以Q粒子和电子的碰撞可以忽略，A、 BC错误，D正确.] 4.C[α粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两 者距离减小时，库仑力做负功，故《粒子动能减小，电势 能增加，A、B错误，C正确：《粒子与金原子核组成的系统 能量守恒，D错误.] 5.CD[a粒子由A经B运动到C,由于受到库仑力的作 用，Q粒子先减速后加速，A错误，D正确；库仑斥力对a 粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先 增大后减小，B错误；A、C处于同一个等势面上，从A到 C库仑力不做功，X粒子在A、C两处的速度大小相等，C 正确.] ·26 课时作业乡 6.C[α粒子（氦原子核）和重金属原子核都带正电，距离 较近时互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相 同，带电粒子的加速度方向沿相应点与重金属原子核所 处位置的连线且指向曲线的凹侧，故只有C正确.] 7.C[题图中发生大角度偏转的《粒子所受的库仑力先做 负功后做正功，电势能先增大后减小，故A错误；α粒子 反弹是因为受金原子核的库仑斥力作用，并未发生碰撞， 故B错误；绝大多数：粒子沿原方向前进，说明带正电的 原子核占据的空间很小，C正确：当α粒子最靠近原子核 时，可以估算原子核的大小，无法估算原子的大 小，D错误.] 8.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：由谔知，B越小，越大，此磁感应强度应 先由大变小，再由小变大，D错误.] 9.C[没有施加磁场时，电子束受到电场力作用，做加速直 线运动，A错误：电子束在阴极射线管中从左到右运动， 根据左手定则可知，电子在洛伦兹力的作用下轨迹向下 偏转，B错误；根据轨迹和左手定则即可判断阴极射线管 两个电极的极性，C正确；施加磁场后，结合阴极射线管 的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以 判断出磁场的方向，根据轨迹弯曲程度可以判断出磁场 的强弱，D错误.] 10.解析：(1)(2)平行金属板间存在匀强电场，油滴恰好处于 静止状态，电场力与重力平衡，则有mg=gE=9四， d 得g”警，所以需要测出的物理量有油滴质量m,两板 间的电压U、两板间的距离d. (3)元电荷的值大约为e=1.6×10-19C. 答案：(1)ABC(2)m (3)1.6X1019 11.解析：《粒子离核最近时受到的库仑力为 F=k919=k79e,2e=9X109× 2 r2 (79×1.6×1019)×(2X1.6X10-1)N≈3.64N (10-13)2 5 巴物理 a粒子的加速度大小为 m6.67X107m/s2≈5.46X1026m/2. 3.64 答案：3.64N5.46×1026m/s2 12.解析：当α粒子向原子核运动时，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7m=k2g2 d 得d=2g1g 2 -2×9.0×10×2×79×(1.6×10-19)2 m 6.64×10-27×(2.0×107)2 ≈2.7×10-14m. 答案：2.7×10-14m 13.解析：打在最边缘的电子，其初速度方向平行于金属 板，在电场中做类平抛运动， 在垂直于电场方向做匀速运动，即r=t 在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即 d-ar 电子在平行电场方向上的加速度a=E=型 m md 电子打在B板上的区域面积S=πr2 由以上几式得∈=2πd2 SUJ· 答案 第四节氢原子光谱和玻尔的原子模型 1.BD[玻尔在卢瑟福的核式结构模型的前提下提出轨 道量子化、能量量子化及能级跃迁，玻尔的原子模型 的建立引入了普朗克的量子化理论及爱因斯坦的光 子说，并没有完全抛弃经典的电磁理论，故选BD.] 2.ACD[原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自 己的特征谱线，故B错误，C正确；根据各种原子的特 征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确.] 3.BC[炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得 到特征谱线，A错误：稀薄气体发光产生线状谱，B正 确；炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气时，某些波 长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C正确，D错误.] ·2( 选择性必修第三册 4.C[巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线 的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描 述其他原子的发光，故A、D错误：巴耳末公式是由当 时已知的可见光中的四条谱线总结出来的，但它也适 用于红外光和紫外光，故B错误，C正确.] 5.A[由-R-(侵是=3,45,…)知，当n=3 时，诚长最长，有无=R(侵子）小当m=4时，波长 次之有站-R-(侵)解得名一易由E=号 6.D[巴耳末系的前四条谱线在可见光区，的取值分 别为3,4,5,6.1越小，入越大，故1=3时波长最大， 入一录：=6时放长策小m=票故 36 36 入min 号，DE确门 7.CD[由氢原子能级图可知氢原子从n=2跃迁到 1=1的能级的能级差大于从n=3跃迁到n=2的能 级的能级差，根据E,一Em=y和y=得，E, Em=九分，故能级差大的波长短，A错误；同理从n=1 跃迁到1=2的能级需要的光子能量大约为从n=3 跃迁到=2的能级差的五倍左右，对应光子波长应 为从n=3跃迁到n=2的能级辐射光波长的五分之 一左右，B错误；大量氢原子从n=3跃迁到n=1的能 级最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱 线，C正确；氢原子从=3跃迁到1=2的能级辐射的 能量与氢原子从n=2跃迁到=3的能级吸收的能 量相同，故用656nm的光照射才能使氢原子从1=2 跃迁到n=3的能级，D正确.] 8.解析：(1)由数学组合公式C?知这些氢原子可能辐射 出3种不同频率的光子，分别为从=3能级跃迁到 1=2能级，或从7n=3能级跃迁到n=1能级，或从n= 2能级跃迁到n=1能级. 6