(3)波长最短的光频率最高、能量最大，对应处于n＝3的激发态的氢原子向n＝1能级跃迁所发出光的光谱线．
将能量单位“eV”换算成国际单位“J”后得：
hc－7
λ＝＝1.03×10 m.
E3－E1
答案：(1)13.6 eV (2)图见解析 (3)1.03×10 m
13．(14分)氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，已知电子电荷量e＝1.6×10电子质量m＝0.91×10
－30
－19
－7
C，
－10
kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1＝0.53×10
－34
m．(普朗克常量h＝6.63×10 J·s)
(1)若要使处于n＝2能级的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？ (2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n＝2的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？
解析：(1)要使处于n＝2能级的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为
E1
hν＝0－，
4
得ν＝8.21×10 Hz.
14
ke2m4π2r2
(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，有2＝①
r2T2
其中r2＝4r1
根据电流强度的定义得I＝② 由①②得I＝
16πr1
eTe2
k③ mr1
－4
将数据代入③得I＝1.3×10 A. 答案：见解析
电子
1．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是( ) A．阴极射线带负电 B．阴级射线带正电
C．阴级射线的比荷比氢离子的比荷大 D．阴极射线的比荷比氢离子的比荷小
解析：由阴极射线在电场中的偏转方向可判断其带负电，A对；汤姆孙用实验测定，阴极射线比荷是氢离子比荷的近1 000多倍，C对． 答案：AC
2．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是( ) A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B．阴极射线是由阴极发出的电子流 C．阴极射线是组成物体的原子
D．阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转
解析：阴极射线是由阴极发出的电子流，B正确，A错误；电子是原子的组成部分，C错误；电子可被电场、磁场偏转，D正确． 答案：BD
3．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
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，B错误；发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃管壁发生撞击而产生荧光，故A、C错误，D正确． 答案：D
4．(多选)下列说法中正确的是( )
A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量e＝1.602 177 33(49)×10B．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的
C．汤姆孙油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍 D．通过实验测出电子的比荷和电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量
解析：电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的，A、C错误，B正确；测出比荷的值
－19
C
e和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确． m答案：BD
5．(多选)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
解析：实验证明，阴极射线是电子流，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B错误．加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，因而选项D错误．当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A正确． 答案：AC
6．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m，调节两极板间的电势差U，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d.则可求出小油滴的电荷量q＝________.
解析：由平衡条件得mg＝q，解得q＝答案：
Udmgd. Umgd U7．如图所示为测定阴极射线粒子比荷的装置，从阴极C发出的阴极射线通过一对平行金属板D1、D2间的匀强电场，发生偏转．
(1)在D1、D2间加电场后射线偏到P2，则由电场方向知，该射线带什么电？
(2)再在D1、D2间加一磁场(图中未画出)，电场与磁场垂直，让射线恰好不偏转．设电场强度为E，磁感应强度为B，则电子的速度多大？
(3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出轨道半径为R，则粒子的荷质比是多大？ 解析：(1)负电．
(2)粒子受电场力和洛伦兹力作用而平衡，即有qE＝qvB，得v＝. qmEBv2qv(3)根据洛伦兹力充当向心力，有qvB＝m，得＝.
又v＝EqEB，则m＝B2R. 答案：(1)负电 (2)EB
RmBREB2R
(3)原子的核式结构模型
1．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，其偏转轨道可能是下图中的( )
解析：α粒子离金原子核越远，其所受斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D正确． 答案：D
2．(多选)在α粒子散射实验中，关于选用金箔的原因，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
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，D正确，B错误． 答案：ACD
3．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( ) A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了大角度的偏转 B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少 C．α粒子离开原子核的过程中，动能增加，电势能也增加 D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
解析：由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度的偏转，从α粒子的散射实验的数据可以估算出原子核直径的大小约为10
－15
m，由此可知A错误，D正确；α粒子向原子核射去，当α粒子接
近原子核时，克服电场力做功，所以其动能减少，电势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做正功，其动能增加，电势能减少，所以选项B、C错误． 答案：D
4．(多选)用α粒子撞击金原子核发生散射，图中关于α粒子的运动轨迹正确的是( )
2019-2020学年高中物理 第二章 原子结构练习教科版选修3-5共5套21页
