高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 原子的核式结构模型当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 原子的核式结构模型当堂达标检测题，共5页。试卷主要包含了卢瑟福预言等内容，欢迎下载使用。
A组·基础达标
1．关于电子的发现，下列叙述中不正确的是( )
A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的
B．电子的发现，说明原子具有一定的结构
C．电子是第一种被人类发现的微观粒子
D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象
【答案】A
【解析】发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子有一定的结构，B正确；电子是人类发现的第一种微观粒子，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粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )
A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的显微镜
B．金箔的厚度对实验无影响
C．如果不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象
D．实验装置必须放在真空中
【答案】ACD
【解析】若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，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．(2023年三明月考)卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，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烁次数符合实验事实的是( )
A．1 605 35 11 1B．1 242 1 305 723 203
C．2 10 655 1 205D．1 232 1 110 733 203
【答案】A
【解析】α离子散射实验现象是绝大多数粒子直接穿过，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实验发现原子核的核电荷数在数值上约为质量数的一半，D正确．
5．(2023年全国卷)α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )
A．该实验的数据支持了原子结构的“西瓜模型”
B．α粒子散射实验，证明了原子核是可以再分的
C．该实验选用金的原因之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔
D．该实验表明原子中心有一个体积极大的核，它占有原子体积的极大部分
【答案】C
【解析】该实验说明了汤姆孙的“西瓜模型”是错误的，A错误；卢瑟福的α粒子散射实验，证明了原子是可以再分的，B错误；该实验选用金的原因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，可以推测使α粒子受到排斥力的核体积极小，它占有原子体积的极小部分，D错误．
6．如图为卢瑟福的α粒子散射实验，①、②两条线表示实验中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aB．轨迹b
C．轨迹cD．轨迹d
【答案】A
【解析】α粒子散射实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粒子散射实验，下列说法不正确的是( )
A．该实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粒子散射实验装置及其作用，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．密立根油滴实验装置如图所示，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．油滴的电荷量不一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q eq \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·能力提升
9．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示．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．一定在①区域B．可能在②区域
C．可能在③区域D．一定在④区域
【答案】A
【解析】卢瑟福通过α粒子散射实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，原子核一定在①区域，A正确．
10．α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍，如果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粒子的速度变化了多少？
【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)×7 300mv2＝ eq \f(1,2)×7 300mv eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,2) ，
7 300mv＝7 300mv1＋mv2，
解得v1＝ eq \f(7 300m－m,7 300m＋m)v＝ eq \f(7 299,7 301)v．
因此碰撞后α粒子速度减小了v－v1＝ eq \f(2,7 301)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实验装置如图所示．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向里、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＝5.00 cm，d＝1.50 cm，L2＝10.00 cm，偏转电压U＝200 V，磁感应强度B＝6.3×10－4 T，h＝3.0 cm．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)at eq \\al(2,1) ，
离开极板区域时竖直方向的分速度vy＝at1，
电子离开极板区域后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏t2＝ eq \f(L2,v)，
在时间t2内竖直方向上运动的距离为y2＝vyt2
根据几何关系可知h＝y1＋y2，
解得 eq \f(e,m)＝ eq \f(2Uh,B2dL1(L1＋2L2))．
(3)代入数据知，电子荷质比的数量级为1011 C/kg．