2024年新教材高中物理4.3原子的核式结构模型提升练新人教版选择性必修第三册

PAGE4.3原子的核式结构模型一、选择题(本题共3小题，每题7分，共21分)1．如图，在α粒子散射试验中，图中实线表示α粒子运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等(D)A．卢瑟福依据α粒子散射试验提出了能量量子化理论B．大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回C．从a经过b运动到c的过程中α粒子的电势能先减小后增大D．α粒子经过a、c两点时动能相等解析：卢瑟福通过对α粒子散射试验的探讨，提出了原子的核式结构模型，普朗克依据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论，故选项A错误；依据α粒子散射现象可知，大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向前进，故选项B错误；α粒子受到电场力作用，依据电场力做功特点可知α粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功，所以α粒子的电势能先增大后减小，故选项C错误；可知α粒子在a、c两点动能相等，故选项D正确。2．(多选)如图是密立根油滴试验的示意图。油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调整两板间的电压，通过显微镜视察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是(AD)A．油滴带负电B．油滴质量可通过天平来测量C．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量D．该试验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍解析：由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故选项A正确；油滴的质量很小，不能通过天平测量，故选项B错误；依据油滴受力平衡得mg＝qE＝qeq\f(U,d)，得q＝eq\f(mgd,U)，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴所带的电荷量，故选项C错误；依据密立根油滴试验探讨可知，该试验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故选项D正确。3．(多选)图为卢瑟福和他的同事们做的α粒子散射试验装置示意图，以下说法中正确的是(AC)A．选择金箔的理由是“金”这种原子具有较大的核电荷数和优良的延展性能B．视察到α粒子多数进入A，少数进入B，没有进入C和D的C．原子的直径大小约为原子核的直径大小的10万倍D．试验装置可以不抽成真空解析：A项：α粒子散射试验中，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粒子很简单穿过，还有其原子序数大，α粒子与金核间的库仑力大，发生偏转时明显，故A正确；B项：大多数α粒子基本不偏折，少数α粒子发生大角度的偏折，所以有α粒子进入C和D，故B错误；C项：原子直径的数量级为10－10m，原子核直径的数量级为10－15m，所以原子的直径大小约为原子核的直径大小的10万倍，故C正确；D项：试验装置肯定要抽成真空，缘由主要是由于α粒子的电离作用，若在空气中由于电离粒子只能前进几厘米，故D错误。二、非选择题(共19分)4．(9分)如图所示，电子由静止从O点经电场U加速后垂直射入匀强磁场B，经偏转后打在MN板的P点，射入点到P点的距离为d，求电子的比荷eq\f(q,m)的表达式。(不考虑电子的重力)答案：eq\f(8U,B2d2)解析：设电子的电荷量为q、质量为m，在加速电场U中加速的过程，依据动能定理，有qU＝eq\f(mv2,2)解得v＝eq\r(,\f(2qU,m))垂直进入磁场后，电子受到的洛伦兹力供应向心力，电子做匀速圆周运动，故有Bqv＝meq\f(v2,R)由题意又知：R＝eq\f(d,2)由以上各式整理可得电子的比荷为：eq\f(q,m)＝eq\f(8U,B2d2)。5．(10分)假设α粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量me＝eq\f(1,7300)mα，金原子核质量mAu＝49mα。求：(1)α粒子与电子碰撞后的速度改变；(2)α粒子与金原子核碰撞后的速度改变。答案：(1)－2.7×10－4v0(2)－1.96v0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mαv0＝mαv1′＋mv2′由能量守恒eq\f(1,2)mαveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mαv1′2＋eq\f(1,2)mv2′2解得v1′＝eq\f(mα－m,mα＋m)v0速度改变Δv＝v1′－v0＝－eq\f(2