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2019年高中物理 第18章 第2節(jié)原子的核式結構模型檢測試題 新人教版選修3-5 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．盧瑟福利用鐳源所放出的α粒子，作為炮彈去轟擊金箔原子，測量散射α粒子的偏轉情況。下列敘述中符合盧瑟福的α粒子散射實驗事實的是(　　) A．大多數α粒子在穿過金箔后發(fā)生明顯的偏轉 B．少數α粒子在穿過金箔后幾乎沒有偏轉 C．大多數α粒子在撞到金箔時被彈回 D．極個別α粒子在撞到金箔時被彈回 答案：D 解析：根根據α粒子散射實驗規(guī)律，易判定只有D符合實驗事實。 2．在盧瑟福進行的α粒子散射實驗中，少數α粒子發(fā)生大角度偏轉的原因是(　　) A．正電荷在原子中是均勻分布的 B．原子的正電荷以及絕大部分質量都集中在一個很小的核上 C．原子中存在帶負電的電子 D．原子核中有中子存在 答案：B 解析：α粒子散射實驗證明了原子的核式結構模型，盧瑟福認為只有原子的幾乎全部質量和正電荷都集中在原子中心的一個很小的區(qū)域，才有可能出現α粒子的大角度散射，選項B正確。 3．關于原子結構，湯姆孫提出棗糕模型、盧瑟福提出行星模型……如圖所示，都采用了類比推理的方法，下列事實中，主要采用類比推理的是(　　) A．人們?yōu)楸阌谘芯课矬w的運動而建立的質點模型 B．伽利略從教堂吊燈的擺動中發(fā)現擺的等時性規(guī)律 C．庫侖根據牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律 D．托馬斯楊通過雙縫干涉實驗證實光是一種波 答案：C 解析：質點的模型是一種理想化的物理模型，是為研究物體的運動而建立的；伽利略的擺的等時性是通過自然現象發(fā)現的；托馬斯楊是通過實驗證明光是一種波，是建立在事實的基礎上的。 4．對α粒子散射實驗裝置的描述，下列說法正確的是(　　) A．主要實驗器材有：放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡 B．金箔的厚薄對實驗無影響 C．如果改用鋁箔就不能發(fā)生散射現象 D．實驗裝置放在真空中 答案：AD 解析：α粒子散射的實驗是指用α粒子轟擊很薄的金箔(或鋁箔)物質層，通過觀察α粒子穿過物質層后的偏轉情況，獲得原子結構的信息，為準確觀察α粒子的偏轉情況，熒光屏和顯微鏡能夠圍繞金箔轉，且整個裝置放在真空環(huán)境中。 5．根據α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型。如圖所示為原子核式結構模型的α粒子散射圖景，圖中實線表示α粒子運動軌跡。其中一個α粒子在從a運動到b、再運動到c的過程中，α粒子在b點時距原子核最近。下列說法正確的是(　　) A．盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現了電子 B．α粒子出現較大角偏轉的原因是α粒子運動到b時受到的庫侖斥力較大 C．α粒子從a到c的運動過程中電勢能先減小后變大 D．α粒子從a到c的運動過程中加速度先變大后變小 答案：BD 二、非選擇題 6．如圖所示，M、N為原子核外的兩個等勢面，已知UNM＝100V。一個α粒子以2.5105m/s的速率從等勢面M上的A點運動到等勢面N上的B點，求α粒子在B點時速度的大小。(已知mα＝6.6410－27kg) 答案：2.3105m/s 解析：α粒子從A點運動到B點，庫侖力做的功WAB＝qUMN＝－qUNM， 由動能定理WAB＝mv－mv ，故vB＝ ＝m/s≈2.3105m/s 能力提升 一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題) 1．關于α粒子散射實驗，下列說法不正確的是(　　) A．該實驗在真空環(huán)境中進行 B．帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內的不同方向上移動 C．熒光屏上的閃光是散射的α粒子打在熒光屏上形成的 D．熒光屏只有正對α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光 答案：D 解析：本題考查α粒子散射實驗裝置及其作用，只有在正確理解α粒子散射實驗基礎上，才能找出錯誤選項。 2．盧瑟福α粒子散射實驗的結果(　　) A．證明了質子的存在 B．證明了原子核是由質子和中子組成的 C．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核里 D．說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動 答案：C 解析：該題考查的是α粒子散射實驗對人類認識原子結構的貢獻，只要了解α粒子散射實驗的結果及核式結構的建立過程，不難得出正確答案。 α粒子散射實驗發(fā)現了原子內存在一個集中了全部正電荷和幾乎全部質量的核，數年后盧瑟福發(fā)現核內有質子并預測核內存在中子。 3．如圖所示為α粒子被金原子核散射的徑跡，其中不可能的是(　　) A．徑跡①　　　　　　　　 B．徑跡② C．徑跡③ D．徑跡④ 答案：B 解析：α粒子與金原子核的作用力為庫侖斥力，所以不可能為徑跡②。 4．α粒子散射實驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因為(　　) A．α粒子與電子根本無相互作用 A．α粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的 A．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計 A．電子很小，α粒子碰撞不到電子 答案：C 解析：α粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質量很小，只有α粒子質量的1/7 300，碰撞時對α粒子的運動影響極小，幾乎不改變運動方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，故答案為C。 5．如圖所示，是α粒子散射實驗中，α粒子穿過某一金屬原子核附近的示意圖，A、B、C分別位于兩個等勢面上，則以下說法正確的是(　　) A．α粒子在A處的速度比在B處的大 B．α粒子在B處的速度最大 C．α粒子在A、C兩處的速度大小相等 D．α粒子在B處的速度比在C處的速度要小 答案：ACD 解析：從A到B，電場力做負功，α粒子速度減小，從B到C，電場力做正功，α粒子速度增大，選項A對，B錯；由于A、C處于同一等勢面上，由動能定理A、C兩處速度大小相等，C、D對。 二、非選擇題 6．1911年盧瑟福依據α粒子散射實驗中α粒子發(fā)生了________(選填“大”或“小”)角度散射現象，提出了原子的核式結構模型。若用動能為1MeV的α粒子轟擊金箔，其速度約為________m/s。(質子和中子的質量均為1.6710－27kg,1MeV＝106eV) 答案：大　6.9106 解析：設α粒子的速度為v，Ek＝mv2，v＝＝m/s＝6.9106m/s。 7．假設α粒子以速率v0與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰，電子質量me＝mα，金原子核質量mAu＝49mα。求： (1)α粒子與電子碰撞后的速度變化； (2)α粒子與金原子核碰撞后的速度變化。 答案：(1)－2.710－4v0　(2)－1.96v0 解析：α粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，動量和能量均守恒， 由動量守恒mαv0＝mαv1′＋mv2′， 由能量守恒mαv＝mαv1′2＋mv2′2， 解得v1′＝v0， 速度變化Δv＝v1′－v0＝－v0。 (1)與電子碰撞，將me＝mα代入得Δv1≈－2.710－4v0； (2)與金原子核碰撞，將mAu＝49mα代入，得Δv2＝－1.96v0。