新教材2024高中物理第四章原子結構和波粒二象性4.3原子的核式結構模型同步測試新人教版選擇性必修第三冊

第四章原子結構和波粒二象性3原子的核式結構模型【基礎鞏固】1.盧瑟福通過對α粒子散射試驗結果的分析,提出了原子內部存在 ()A.電子B.中子C.質子 D.原子核解析:盧瑟福在α粒子散射試驗中視察到絕大多數α粒子穿過金箔后幾乎不變更運動方向,只有極少數的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉,說明在原子的中心存在一個體積很小的帶正電的物質,將其稱為原子核.故D正確.答案:D2.盧瑟福提出了原子的核式結構模型,這一模型建立的基礎是 ()A.電子的發(fā)覺B.中子的發(fā)覺C.α粒子散射試驗D.光電效應試驗解析:盧瑟福在α粒子散射試驗的基礎上提出了原子的核式結構模型,故C正確,A、B、D錯誤.答案:C3.(多選)關于原子的核式結構模型,下列說法正確的是 ()A.原子中絕大部分是“空”的,原子核很小B.電子在核外繞核旋轉的向心力是由原子核對它的庫侖力供應的C.原子的全部電荷和質量都集中在原子核里D.原子核的直徑的數量級是10-10m解析:因為原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核內,而原子核又很小,所以原子內絕大部分區(qū)域是“空”的,A正確,C錯誤.電子繞原子核做圓周運動時,原子核與電子間的庫侖引力為電子供應向心力,B正確.原子核直徑的數量級是10-15m,原子直徑的數量級是10-10m,D錯誤.答案:AB4.(多選)用α粒子轟擊金箔,α粒子在接近金原子核時發(fā)生偏轉的狀況如圖所示,則α粒子的路徑可能是 ()A.a B.bC.c D.a、b、c都是不行能的解析:α粒子偏轉的緣由是原子核對其有庫侖斥力的作用,離核越近,斥力越大,偏轉越明顯,當與原子核發(fā)生正碰時,由于α粒子質量較小而反彈.結合題圖知,A、C正確.答案:AC5.(多選)1897年,英國物理學家J.J.湯姆孫發(fā)覺了電子并被稱為“電子之父”,下列關于電子的說法正確的是 ()A.J.J.湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子流的結論,并求出了陰極射線粒子的比荷B.J.J.湯姆孫通過對光電效應的探討,發(fā)覺了電子C.電子的質量是質子質量的1836倍D.J.J.湯姆孫通過探討不同材料的陰極發(fā)出的射線及光電效應等現(xiàn)象,說明電子是原子的組成部分,是比原子更小的物質單元解析:由J.J.湯姆孫發(fā)覺電子的過程可知,A、D正確,B錯誤.質子的質量是電子質量的1836倍,C錯誤.答案:AD6.(多選)下列關于電子的說法正確的是 ()A.發(fā)覺電子是從探討陰極射線起先的B.任何原子中均有電子,它是原子的組成部分C.電子的發(fā)覺使人們相識到原子不是組成物質的最小微粒,原子本身也具有困難的結構D.電子是帶正電的,它在電場中受到的靜電力方向與電場線的切線方向相同解析:由電子的發(fā)覺及其特點知,A、B、C說法正確.電子帶負電,其所受的靜電力方向與電場線的切線方向相反,D說法錯誤.答案:ABC7.(多選)在α粒子散射試驗中,當α粒子穿過金箔時,下列理解正確的是()A.與金原子核相距較遠的α粒子,可能發(fā)生大角度偏轉B.與金原子核相距較近的α粒子,可能發(fā)生大角度偏轉C.α粒子與金原子核距離最近時,系統(tǒng)的能量最小D.α粒子與金原子核距離最近時,系統(tǒng)的勢能最大解析:α粒子穿過金箔時,只有少數α粒子可能離核較近,此時金原子核對α粒子的庫侖斥力較大,α粒子發(fā)生大角度偏轉,故A錯誤,B正確.α粒子與金原子核之間的作用力是庫侖斥力,在α粒子向金原子核靠近時,要克服庫侖斥力做功,α粒子的動能減小,電勢能增大,α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)總能量不變,它們距離最近時,系統(tǒng)的勢能最大,故C錯誤,D正確.答案:BD8.盧瑟福通過α粒子散射試驗得出了原子的核式結構模型,試驗裝置如圖所示,當帶電粒子打到熒光屏上時熒光屏上就會產生光斑.為驗證α粒子散射試驗結論,現(xiàn)在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡,則這四處位置一段時間內通過顯微鏡統(tǒng)計的閃耀次數符合試驗事實的是 ()A.2、10、625、1205B.1202、1305、723、203C.1305、25、7、1D.1202、1010、723、203解析:α粒子散射試驗現(xiàn)象是絕大多數粒子穿過金箔后沿原來的方向前進,少數發(fā)生大角度偏轉,極少數甚至原路返回,所以C正確,A、B、D錯誤.答案:C9.如圖所示,電子以初速度v0從O點進入長為l、板間距離為d、電勢差為U的平行板電容器中,出電場時打在屏上P點,經測量O'、P之間的距離為y0,求電子的比荷.忽視電子所受的重力.解析:電子在電場中受豎直向下的靜電力,電子在電場中做類平拋運動,豎直方向做初速度為0的勻加速直線運動,水平方向做勻速直線運動.依據牛頓其次定律和運動學規(guī)律得y0=12at2l=v0t,eE=ma,E=Ud聯(lián)立以上各式解得em=2答案:2【拓展提高】10.在盧瑟福的α粒子散射試驗中,某一α粒子經過某一原子核旁邊時的軌跡如圖中實線所示.圖中P、Q為軌跡上的點,虛線是過P、Q兩點并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域.不考慮其他原子核對該α粒子的作用,那么關于該原子核的位置,下列說法正確的是 ()A.可能在①區(qū)域 B.可能在②區(qū)域C.可能在③區(qū)域 D.可能在④區(qū)域解析:α粒子帶正電,原子核也帶正電,原子核對靠近它的α粒子產生庫侖斥力,故原子核不會在④區(qū)域;若原子核在②③區(qū)域,則α粒子會向①區(qū)域偏;若原子核在①區(qū)域,則可能會出現(xiàn)題圖所示的軌跡.故A正確.答案:A11.(2024·廣東深圳)在盧瑟福的α粒子散射試驗中,某一α粒子經過某一原子核旁邊時的軌跡如圖中實線所示,圖中P、Q為軌跡上的點,虛線是過P、Q兩點并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為五個區(qū)域,不考慮其他原子核對該α粒子的作用,下列說法正確的是()A.α粒子受到引力B.該原子核的位置可能在①區(qū)域C.依據α粒子散射試驗可以估算原子核大小D.α粒子在P、Q間的運動為勻速圓周運動解析:在α粒子散射試驗中,α粒子經過某一原子核旁邊時受到庫侖斥力作用,A項錯誤;若該原子核處于①區(qū)域,在α粒子受到庫侖斥力后應當向區(qū)域②彎曲,所以該原子核的位置不行能在①區(qū)域,B項錯誤;依據α粒子散射試驗可以估算原子核的大小,C項正確;α粒子受到庫侖斥力,在P、Q間的運動不行能為勻速圓周運動,D項錯誤.答案:C12.美國物理學家密立根通過如圖所示的試驗裝置,最先測出了電子的電荷量,該試驗被稱為密立根油滴試驗.如圖所示,兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正負極相連接,板間產生勻強電場,方向豎直向下,圖中油滴由于帶負電懸浮在兩板間保持靜止.(1)若要測出該油滴的電荷量,須要測出的物理量有.

A.油滴質量mB.兩板間的電壓UC.兩板間的距離dD.兩板的長度l(2)用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q=.已知自由落體加速度為g.

(3)在進行了幾百次的測量以后,密立根發(fā)覺油滴的電荷量雖不同,但都是某個最小電荷量的整數倍,這個最小電荷量被認為是元電荷,其值為e=C.

解析:(1)平行金屬板間存在勻強電場,油滴恰好處于靜止狀態(tài),靜電力與重力平衡,則有mg=qE=qUd,q=mgdU,所以須要測出的物理量有油滴質量m、兩板間的電壓U(2)由(1)中分析知q=mgdU(3)元電荷e=1.6×10-19C.答案:(1)ABC(2)mgdU(3)1.6×1013.已知金原子序數為79,α粒子離金原子核的最近距離約為2×10-14m,已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,e=1.6×10-19C,qα=2e,mα=6.64×10-27kg.(1)α粒子離金原子核最近時受到的庫侖力是多大?(2)α粒子的最大加速度為多大?解析:(1)依據庫侖定律得F=kq1q2r解得F=91.008N.(2)依據牛頓其次定律得a=Fmα=1.37×1028m/s答案:(1)91.008N(2)1.37×1028m/s2【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】14.在物理學發(fā)展的進程中,人們通過對某些重要物理試驗的深化視察和探討,獲得正確的理論相識.下列圖示的試驗中導致發(fā)覺原子具有核式結構的是 ()ABC