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填空题

(1)如图是1909年英国物理学家卢瑟福和他的同事们所做的______实验装置示意图,据此实验卢瑟福提出了原子______结构模型,在实验中,发现只有少数粒子发生大角度偏转,其原因是原子的正电荷及______都集中在一个很小的核上.

(2)根据波尔原子结构理论,电子处在n=2轨道上比处在n=4轨道上离原子核的距离______(选填“近”或“远”),当大量氢原子处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有______条,氢原子第n能级的能量为En=,其中E1为基态能量,当氢原子由第4能级跃迁到基态时,发出光子的频率为v1,当氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为v2,则=______.

正确答案

(1)卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图,此实验否定了汤姆逊的枣糕模型,据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型.在实验中,发现只有少数粒子发生大角度偏转,其原因是原子的正电荷及绝大部分质量都集中在一个很小的核上.

(2)根据玻尔原子理论,能级越高的电子离核距离越大,故电子处在n=2轨道上比处在n=4轨道上离氢核的距离近,

跃迁发出的谱线特条数为N==,代入n=4,解得6条谱线,

因为E4=,当氢原子由第4能级跃迁到基态时,发出光子能量hν1=E4-E1=-

因为E2=,当氢原子由第2能级跃迁到基态时,发出的光子能量hν2=E2-E1=-E1

解得=

故答案为:(1)α粒子散射;核式;绝大部分质量;(2)近;6;

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简答题

卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,原子的核式结构模型又叫原子的行星模型,这是因为两者之间有极大的相似之处,带电粒子间遵循库仑定律,而星体之间遵循万有引力定律,两定律有相似的表达形式.若以无穷远处为零电势点,点电荷的电势为,可推出氢原子的基态能级为-13. 6 eV.

今以距地球无穷远处的重力势能为零.试计算:质量为1 t的卫星绕地球表面飞行,其总机械能为多大?再补充多少能量,可使它脱离地球的引力.(6. 4×103 km,g=9.8m/s2 )

 

正确答案

(1)J.     

(2)

 由电电荷周围电势的表达式类比可以知道:地球周围的"重力势"的表达式为,又由点电荷周围电荷的电势能表达式类比可以知道:地球周围物体重力势能的表达式为

根据卫星运行时满足,可以知道卫星动能的表达式,所以卫星的机械能

,有,故

又卫星绕地球表面运行时r=R,则J.

由电子从基态挣脱原子核的束缚需要的能量可知,要使绕地球表面运行的卫星挣脱地球的引力,应补充的能量为

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填空题

1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了_____________(选填“大”或“小”)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔,则其速度约为_____________m/s。(质子和中子的质量均为1.67×10-2 kg,1MeV=1×106eV)

正确答案

大,6.9×106

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简答题

Ⅰ某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作:

(1)用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示,摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。

(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0,单摆每经过最低点记一次数,当数到n = 40时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=_____s(结果保留三位有效数字)。

(3)测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2—L图象,并求出结果。

(4)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度,再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=________。

某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V,0.5 A”的小直流电动机,线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,实验室提供的器材有: ①直流电源E:电压6 V、内阻不计;②小直电流电动机M;

③电压表V1:量程0.6 V、内阻约3 kΩ; ④电压表V2:量程6 V、内阻约15 kΩ;

⑤电流表A1:量程0.6 A,内阻约2.5Ω   ⑥电流表A2:量程3 A、内阻约0.5 Ω;

⑦滑动变阻器R:0~10 Ω、1A;         ⑧开关一只S,导线若干.

(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,通过调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选_______,若电压表的示数为0.15 V,电流表的示数为0.2 A,则内阻r=______Ω,这个结果比真实值偏_____(填 “大”或“小”).

(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图.(标明所选器材的符号)

(3)当电压表的示数为4.3 V时,电流表示数如图示,此时电动机的输出功率是_______ W.

正确答案

Ⅰ. (每空2分)(1)2.06;(2)3.37;(4) 

Ⅱ.(每空2分)(1)V1、0.75、小 (2)如图所示(3分) (3)1.6

Ⅰ. (1)由游标卡尺读出2.06cm;

(2)通过秒表的读数得3.37s;

(3)根据单摆周期公式有:,得

Ⅱ.(1)电动机不转动,可粗估测出电压为0.5 V,电压表应该选V1

根据欧姆定律;电路需采用外接法,故测量结果比真实值偏小。

(2)实验电路如图所示

(3)电流表读出电流为0.4A,电动机的输出功率

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填空题

(1)关于α粒子散射实验的说法中正确的是______

A.实验装置放在空气中和真空中都可以

B.实验说明原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里

C.使α粒子产生偏转的力是金原子中的电子对α粒子的作用力

D.少数α粒子能产生大角度偏转是因为它们离金的原子核很近,受到的斥力很大

(2)在α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动.下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是______

正确答案

(1)A、实验装置放在真空中,不可以放在空气,故A错误;

B、α粒子散射实验的内容是:绝大多数α粒子几乎不发生偏转;少数α粒子发生了较大的角度偏转;极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°,被反弹回来),故B正确;

C、发生α粒子偏转现象,主要是由于α粒子与原子核之间的库仑斥力的结果,故C错误;

D、少数α粒子能产生大角度偏转是因为它们离金的原子核很近,受到的斥力很大,故D正确.

(2)α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射,离原子核越近的粒子,受到的斥力越大,散射角度越大,选项C正确.

故选:(1)BD;(2)C.

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