人教版高中物理選擇性必修第三冊第四章原子結構和波粒二象性第3節(jié)分層演練素養(yǎng)達標含答案

[A級——基礎達標練]1．(多選)關于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是()A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結構C．電子是第一種被人類發(fā)現(xiàn)的微觀粒子D．電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象解析：選BCD。發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子有一定的結構，B正確；電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一種微觀粒子，C正確；物體帶電的過程，就是電子的得失和轉移的過程，D正確。2．(多選)關于盧瑟福的原子核式結構學說的內(nèi)容，下列敘述正確的是()A．原子是一個質(zhì)量分布均勻的球體B．原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)C．原子的正電荷和負電荷全部集中在一個很小的核內(nèi)D．原子核半徑的數(shù)量級是10－15m答案：BD3．物理學家通過對α粒子散射實驗結果的分析()A．提出了原子的葡萄干蛋糕模型B．確認在原子內(nèi)部存在α粒子C．認定α粒子發(fā)生大角度散射是受到電子的作用D．認識到原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個很小的核內(nèi)解析：選D。α粒子散射實驗現(xiàn)象為：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，并有極少數(shù)α粒子的偏轉超過90°，有的甚至幾乎達到180°而被反彈回來。盧瑟福根據(jù)該實驗現(xiàn)象提出了原子核式結構模型：原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉，湯姆孫提出原子的葡萄干蛋糕模型，故A錯誤；由上分析可知，故B、C錯誤，D正確。4．盧瑟福在解釋α粒子散射實驗的現(xiàn)象時，不考慮α粒子與電子的碰撞影響，這是因為()A．α粒子與電子之間有相互斥力，但斥力很小，可忽略B．α粒子雖受電子作用，但電子對α粒子的合力為零C．電子體積極小，α粒子不可能碰撞到電子D．電子質(zhì)量極小，α粒子與電子碰撞時能量損失可忽略解析：選D。α粒子與電子間有庫侖引力，電子的質(zhì)量很小，α粒子與電子相碰，運動方向不會發(fā)生明顯的改變，所以α粒子和電子的碰撞可以忽略，A、B、C錯誤，D正確。5．當α粒子穿過金箔發(fā)生大角度偏轉的過程中，下列說法正確的是()A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D．α粒子一直受到庫侖斥力，速度一直減小解析：選B。α粒子與金原子核帶同種電荷，兩者相互排斥，故A、C錯誤，B正確；α粒子在靠近金原子核時斥力做負功，速度減小，同理當α粒子遠離金原子時斥力做正功，速度增大，故D錯誤。6．(多選)盧瑟福對α粒子散射實驗的解釋是()A．使α粒子產(chǎn)生偏轉的力主要是原子中電子對α粒子的作用力B．使α粒子產(chǎn)生偏轉的力是庫侖力C．原子核很小，α粒子接近它的機會很小，所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進D．能產(chǎn)生大角度偏轉的α粒子是穿過原子時離原子核近的α粒子解析：選BCD。原子核帶正電，與α粒子之間存在庫侖力，當α粒子靠近原子核時受庫侖力作用而偏轉。7．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(jīng)測量O′P為Y0，求電子的比荷。解析：由于電子進入電場中做類平拋運動，沿電場線方向做初速度為零的勻加速直線運動，滿足Y0＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)eq\f(e\f(U,d),m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,v0)))eq\s\up12(2)＝eq\f(eUl2,2dmveq\o\al(2,0))則eq\f(e,m)＝eq\f(2dY0veq\o\al(2,0),Ul2)。答案：eq\f(2dY0veq\o\al(2,0),Ul2)[B級——能力增分練]8．如圖所示的是盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況。下列說法正確的是()A．盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構模型B．在圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多C．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生反彈解析：選A。盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構模型，A正確；因大多數(shù)粒子不改變運動方向，則在題圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內(nèi)在A處觀察到屏上的閃光次數(shù)多，B錯誤；因只有少數(shù)的粒子發(fā)生大角度反射，則在題圖中的B位置進行觀察，屏上可觀察到閃光，C錯誤；α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子受到金原子核的斥力作用，D錯誤。9．(多選)如圖所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進入相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉，要使此離子沿直線穿過電場，則下列說法正確的是()A．增大電場強度EB．增大磁感應強度BC．減小加速電壓U，增大電場強度ED．適當?shù)丶哟蠹铀匐妷篣解析：選BD。正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域中，受到的電場力F＝qE，方向向上，受到的洛倫茲力F洛＝qvB，方向向下，離子向上偏，說明電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運動，豎直方向受力平衡，即qE＝qvB，則可使洛倫茲力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U來增大速度或增大磁感應強度B，減小電場力的途徑是減小電場強度E，B、D正確。10．在盧瑟福的α粒子散射實驗中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近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，下列說法中正確的是()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：選A。α粒子帶正電，原子核也帶正電，對靠近它的α粒子產(chǎn)生斥力，故原子核不會在④區(qū)域；如原子核在②、③區(qū)域，α粒子會向①區(qū)域偏；如原子核在①區(qū)域，可能會出現(xiàn)題圖所示的軌跡，故應選A。11．在研究性學習中，某同學設計了一個測定帶電粒子比荷的實驗，其實驗裝置如圖所示。abcd是個長方形盒子，在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e，e是cd邊上的中點，熒光屏M貼著cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點位置。盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場，磁感應強度大小為B。粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)。粒子經(jīng)磁場偏轉后恰好從e孔射出。若已知fd＝cd＝L，不計粒子的重力和粒子之間的相互作用。請你根據(jù)上述條件求出帶電粒子的比荷eq\f(q,m)。解析：帶電粒子進入電場，經(jīng)電場加速。根據(jù)動能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(\f(2qU,m))。粒子進入磁場后做勻速圓周運動，軌跡如圖所示。設圓周半徑為R，在三角形Ode中，有(L－R)2＋eq\b\lc