新教材同步系列2024春高中物理第四章原子结构和波粒二象性3原子的核式结构模型课后提升训练新人教版选择性必修第三册

第四章3A组·基础达标1．关于电子的发觉，下列叙述中不正确的是()A．电子的发觉，说明原子是由电子和原子核组成的B．电子的发觉，说明原子具有确定的结构C．电子是第一种被人类发觉的微观粒子D．电子的发觉，比较好地说明白物体的带电现象【答案】A【解析】发觉电子之前，人们认为原子是不行再分的最小粒子，电子的发觉，说明原子有确定的结构，B正确；电子是人类发觉的第一种微观粒子，C正确；物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程，D正确．2．(多选)对α粒子散射试验装置的描述，你认为正确的有()A．试验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的显微镜B．金箔的厚度对试验无影响C．假如不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象D．试验装置必需放在真空中【答案】ACD【解析】若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必定受较大的阻碍而影响试验效果，B错误．若改用铝箔，铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍能发生，C正确．若放置在空气中，空气中的尘埃对α粒子的运动会产生影响，D正确．3．(2024年三明月考)卢瑟福通过α粒子散射试验得出了原子核式结构模型，试验装置如图所示，带电粒子打到光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射试验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置在一段时间内统计的闪耀次数符合试验事实的是()A．160535111 B．12421305723203C．2106551205 D．12321110733203【答案】A【解析】α离子散射试验现象是绝大多数粒子干脆穿过，少数发生大角度偏转，极少数甚至原路返回，A符合事实，B、C、D不符合事实．4．卢瑟福预言：在原子核内，除了质子外，还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)存在．他的主要依据是()A．核电子数与核内质子数相等B．核电荷数与核外电子数相等C．核的质量大于核内质子的质量D．核电荷数在数值上约是质量数的一半【答案】D【解析】卢瑟福的主要依据是通过试验发觉原子核的核电荷数在数值上约为质量数的一半，D正确．5．(2024年全国卷)α粒子散射试验被评为世界十大经典物理试验之一，此试验开创了原子结构探讨的先河，关于α粒子散射试验，下列说法正确的是()A．该试验的数据支持了原子结构的“西瓜模型”B．α粒子散射试验，证明白原子核是可以再分的C．该试验选用金的缘由之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔D．该试验表明原子中心有一个体主动大的核，它占有原子体积的极大部分【答案】C【解析】该试验说明白汤姆孙的“西瓜模型”是错误的，A错误；卢瑟福的α粒子散射试验，证明白原子是可以再分的，B错误；该试验选用金的缘由之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔，C正确；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推想使α粒子受到排斥力的核体主动小，它占有原子体积的微小部分，D错误．6．如图为卢瑟福的α粒子散射试验，①、②两条线表示试验中α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为()A．轨迹a B．轨迹bC．轨迹c D．轨迹d【答案】A【解析】α粒子散射试验表明正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越强，沿题图中③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a，A正确．7．关于α粒子散射试验，下列说法不正确的是()A．该试验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光【答案】D【解析】本题考查α粒子散射试验装置及其作用，荧光屏不只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光，所以D错误．8．密立根油滴试验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下、场强为E的匀强电场．用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴．通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．悬浮油滴带正电B．悬浮油滴的电荷量为eq\f(mg,U)C．增大场强，悬浮油滴将向上运动D．油滴的电荷量不愿定是电子电荷量的整数倍【答案】C【解析】带电油滴在两板间静止时，受竖直向下的重力和竖直向上的电场力，则油滴应带负电，A错误；qE＝mg，即qeq\f(U,d)＝mg，所以q＝eq\f(mgd,U)，B错误；当E变大时，qE变大，原来悬浮的油滴所受合力向上，油滴向上运动，C正确；任何带电物体的电荷量都是电子电荷量的整数倍，D错误．B组·实力提升9．在卢瑟福的α粒子散射试验中，某一α粒子经过某一原子核旁边时的轨迹如图所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对α粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是()A．确定在①区域 B．可能在②区域C．可能在③区域 D．确定在④区域【答案】A【解析】卢瑟福通过α粒子散射试验提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，若在③④区域粒子轨迹将向上偏转，由轨迹的弯曲方向知道排斥力向下，原子核确定在①区域，A正确．10．α粒子的质量大约是电子质量的7300倍，假如α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变更了多少？【答案】解：设电子质量为m，碰后α粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性正碰中动量和能量守恒有eq\f(1,2)×7300mv2＝eq\f(1,2)×7300mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，7300mv＝7300mv1＋mv2，解得v1＝eq\f(7300m－m,7300m＋m)v＝eq\f(7299,7301)v．因此碰撞后α粒子速度减小了v－v1＝eq\f(2,7301)v．11．带电粒子的电荷量与质量的比值(eq\f(q,m))称为荷质比．汤姆孙当年用来测定电子荷质比的试验装置如图所示．真空玻璃管内的阴极K发出的电子经过加速电压加速后，形成细细的一束电子流．当极板C、D间不加偏转电压时，电子束将打在荧光屏上的O点；若在C、D间加上电压U，则电子束将打在荧光屏上的P点，P点与O点的竖直距离为h；若再在C、D极板间加一方向垂直于纸面对里、磁感应强度为B的匀强磁场，电子束又重新打在了O点．已知极板C、D的长度均为L1，C、D间的距离为d，极板右端到荧光屏的距离为L2．不计电子重力影响．(1)求电子打在荧光屏O点时速度的大小；(2)推导出电子荷质比的表达式(结果用题中给定的已知量的字母表示)；(3)若L1＝5.00cm，d＝1.50cm，L2＝10.00cm，偏转电压U＝200V，磁感应强度B＝6.3×10－4T，h＝3.0cm．估算电子荷质比的数量级．解：(1)加上磁场后，电子做匀速直线运动evB＝eE，其中U＝Ed，联立解得v＝eq\f(U,Bd)．(2)极板间只加电场时，电子在电场中做类平抛运动．水平方向上做匀速直线运动L1＝vt1，在竖直方向上做匀加速直线运动，加速度a＝eq\f(eU,md)，偏转距离y1＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，离开极板区域时竖直方向的