2025高考物理 人教版選擇性必修第3冊(cè)專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí)第4章　2含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第3冊(cè)專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí)第4章2含答案第四章2.基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．把一塊帶負(fù)電的鋅板連接在驗(yàn)電器上，驗(yàn)電器指針張開(kāi)一定的角度。用紫外線(xiàn)燈照射鋅板發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化。下列說(shuō)法正確的是()A．驗(yàn)電器指針的張角會(huì)變大B．鋅板上的正電荷轉(zhuǎn)移到了驗(yàn)電器指針上C．驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)殇\板獲得了電子D．驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)樽贤饩€(xiàn)讓電子從鋅板表面逸出答案：D解析：開(kāi)始時(shí)，驗(yàn)電器帶負(fù)電，用紫外線(xiàn)照射鋅板后，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，逸出光電子，鋅板所帶電荷量發(fā)生了變化，所以驗(yàn)電器的張角發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；驗(yàn)電器上的電子轉(zhuǎn)移到鋅板上，鋅板上的正電荷未轉(zhuǎn)移，故B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，鋅板有光電子逸出，失去電子，故C錯(cuò)誤；驗(yàn)電器指針的張角發(fā)生變化是因?yàn)樽贤饩€(xiàn)讓電子從鋅板表面逸出，故D正確。2．(2024·山東威海高三期末)下列對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解正確的是()A．遏止電壓與入射光頻率成正比B．極限頻率是能發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率C．飽和電流大小由入射光頻率決定，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)D．所有光電子的初動(dòng)能都等于光電子的最大初動(dòng)能答案：B解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，又有Ekm＝eUc，得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，可知遏止電壓與入射光頻率成線(xiàn)性關(guān)系，不成正比，故A錯(cuò)誤；極限頻率是能發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率，故B正確；光的頻率一定時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，故C錯(cuò)誤；光照射到金屬表面時(shí)，電子吸收光子的能量，就可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分能量轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，所以金屬表面的電子，只需克服原子核的引力做功就能從金屬表面逸出，那么這些光電子具有最大初動(dòng)能。而不從金屬表面發(fā)射的光電子，在逸出的過(guò)程中損失的能量會(huì)更多，所以此時(shí)光電子的動(dòng)能小于最大初動(dòng)能。即一般情況下光電子的動(dòng)能小于等于最大初動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。3．下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性答案：C解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動(dòng)性，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說(shuō)有的光是波，有的光是粒子，A錯(cuò)誤；雖然光子與電子都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒(méi)有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場(chǎng)形式存在的物質(zhì)，所以，不能說(shuō)光子與電子是同樣的一種粒子，B錯(cuò)誤；光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，D錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著，光的波長(zhǎng)越短，其光子能量越大，個(gè)別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，C正確。4．愛(ài)因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示，其中νc為截止頻率。從圖中可以確定的是()A．逸出功與ν有關(guān)B．Ekm與入射光強(qiáng)度成正比C．當(dāng)ν<νc時(shí)，會(huì)逸出光電子D．圖中直線(xiàn)的斜率與普朗克常量有關(guān)答案：D解析：金屬的逸出功只與金屬的材料有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；只有ν>νc時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和W0＝hνc(W0為金屬的逸出功)可得，Ek＝hν－h(huán)νc，可見(jiàn)圖像的斜率表示普朗克常量，故D正確。5．如圖所示，分別用1、2兩種材料作為K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率ν1<ν2，若保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm隨電壓U變化關(guān)系的圖像是()答案：A解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程有：Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0光電管加的是反向電壓，則有：Ek＝Ekm＋eU聯(lián)立解得Ekm＝－eU＋hν－h(huán)ν0可知圖像的斜率為－e，截距為hν－h(huán)ν0因入射光相同，且ν1<ν2，可得hν－h(huán)ν1>hν－h(huán)ν2即實(shí)驗(yàn)所得兩種材料的圖線(xiàn)斜率均小于零，相互平行，且材料1對(duì)應(yīng)的圖線(xiàn)的縱軸截距較大，故A正確。6．科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子。假設(shè)光子與電子碰撞前的波長(zhǎng)為λ，碰撞后的波長(zhǎng)為λ′，則碰撞過(guò)程中()A．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ＜λ′D．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ＞λ′答案：C解析：光子與電子碰撞時(shí)遵循動(dòng)量和能量?jī)蓚€(gè)守恒規(guī)律。光子與電子碰撞前光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量E′＝hν′＝heq\f(c,λ′)，由E＞E′，可知λ＜λ′，選項(xiàng)C正確。7．(多選)研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極時(shí)，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽(yáng)極A做減速運(yùn)動(dòng)。光電流由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出。當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱(chēng)為遏止電壓U0，在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中，可能正確的是()答案：ACD解析：光的頻率和反向電壓一定，光電流與光強(qiáng)成正比，故A正確；因?yàn)閔ν＝hνc＋Ek，而eU0＝Ek，所以有hν＝hνc＋eU0，U0與ν成線(xiàn)性關(guān)系，但不過(guò)原點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；加反向電壓時(shí)，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，反向電壓增大，到達(dá)陽(yáng)極的光電子數(shù)減少，光電流減小，U＝U0時(shí)，光電流為零，故C正確；光照射到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射是瞬時(shí)的，t<10－9s，故D正確。8．(2024·江蘇淮安高二期末)如圖甲所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，現(xiàn)用強(qiáng)度不變的單色光照射陰極K，改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，得到流過(guò)電流表的光電流I與電壓表兩端電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示，電壓表示數(shù)為U0時(shí)光電流剛好達(dá)飽和光電流I0；電壓表示數(shù)為Uc時(shí)電流表示數(shù)恰好為零。已知電子的電荷量為e，普朗克常量為h，不計(jì)電流表的內(nèi)阻。求當(dāng)電壓表示數(shù)分別為U0、U1時(shí)(1)到達(dá)陽(yáng)極A的光電子最大動(dòng)能的比值；(2)電流表示數(shù)的比值。答案：(1)eq\f(U0＋Uc,U1＋Uc)(2)1解析：(1)根據(jù)題意可知，光子從金屬表面逸出后的最大初動(dòng)能為Ek＝eUc根據(jù)動(dòng)能定理可得當(dāng)電壓表示數(shù)分別為U0、U1時(shí)，到達(dá)陽(yáng)極A的光電子的最大動(dòng)能分別為Ek0＝Ek＋eU0Ek1＝Ek＋eU1聯(lián)立可得eq\f(Ek0,Ek1)＝eq\f(U0＋Uc,U1＋Uc)(2)電壓表示數(shù)為U0時(shí)光電流剛好達(dá)飽和光電流I0，所以當(dāng)電壓為U1>U0時(shí)，電流不變，仍為I0，即電壓表示數(shù)分別為U0、U1時(shí)，電流表示數(shù)的比值為1。能力提升練9．(2024·天津河?xùn)|二模)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)分別用甲光、乙光、丙光照射同一光電管，得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖所示。則可判斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度C．丙光的波長(zhǎng)大于乙光的波長(zhǎng)D．甲光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能大于丙光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能答案：B解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理可得－eUc＝0－Ek，聯(lián)立可得eUc＝hν－W0，根據(jù)圖像中遏止電壓的大小關(guān)系可知，甲光、乙光、丙光的頻率大小關(guān)系為ν丙>ν甲＝ν乙，則甲光、乙光、丙光的波長(zhǎng)大小關(guān)系為λ丙<λ甲＝λ乙，故A、C錯(cuò)誤；由于甲光的頻率等于乙光的頻率，由圖像可知，甲光照射時(shí)的飽和電流大于乙光照射時(shí)的飽和電流，則甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度，故B正確；由于甲光的頻率小于丙光的頻率，則甲光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能小于丙光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。10．用波長(zhǎng)為2.0×10－7m的紫外線(xiàn)照射鎢的表面，釋放出來(lái)的光電子中最大的動(dòng)能是4.7×10－19J。由此可知，鎢的截止頻率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)()A．5.5×1014Hz B．7.9×1014HzC．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz答案：B解析：由光電效應(yīng)方程可知，入射光子的能量等于逸出功與最大初動(dòng)能的和，即hν＝W0＋Ek，又有c＝λν，W0＝hν0，由以上三式得鎢的截止頻率ν0＝eq\f(c,λ)－eq\f(Ek,h)＝eq\f(3×108,2×10－7)Hz－eq\f(4.7×10－19,6.63×10－34)Hz＝7.9×1014Hz，故選B。11.用金屬鈣做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示。用其他金屬做實(shí)驗(yàn)，得到的Ekm－ν圖線(xiàn)也為直線(xiàn)。表中列出了三種金屬的截止頻率和逸出功，下列判斷正確的是()金屬鎢鈣鈉截止頻率νc/(1014Hz)10.957.735.53逸出功W0/eV4.543.202.29A．如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)，得到的Ekm－ν圖線(xiàn)的斜率比圖中直線(xiàn)的斜率大B．如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)，得到的Ekm－ν圖線(xiàn)的斜率比圖中直線(xiàn)的斜率小C．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)，得到的Ekm－ν圖線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2>Ek1D．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)，得到的Ekm－ν圖線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2<Ek1答案：D解析：由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0可知，Ekm－ν圖線(xiàn)是直線(xiàn)，且斜率相同，故A、B錯(cuò)誤；用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekm－ν圖線(xiàn)也是一條直線(xiàn)，設(shè)其延長(zhǎng)線(xiàn)與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，由于鈉的逸出功小于鈣的逸出功，則Ek2<Ek1，故C錯(cuò)誤，D正確。12．如圖甲所示，為研究某金屬材料的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系的電路圖，用不同頻率的光分別照射甲圖中同一光電管的陰極K，調(diào)節(jié)滑片P測(cè)出遏止電壓，并描繪Uc－ν關(guān)系如圖乙所示。已知三種光的頻率分別為ν1、ν2、ν3，光子的能量分別為1.8eV、2.4eV、3.0eV，測(cè)得遏止電壓分別為U1＝0.8V、U2＝1.4V、U3(圖乙中未知)。則下列說(shuō)法正確的是()A．普朗克常量可表示為h＝eq\f(U2－U1,ν2－ν1)B．圖乙中頻率為ν3的光對(duì)應(yīng)的遏止電壓U3＝1.8VC．該陰極K金屬材料的逸出功為2.6eVD．將電源的正負(fù)極對(duì)換，仍用頻率為ν2的光照射陰極K時(shí)，將滑片P向右滑動(dòng)一些，電流表示數(shù)一定不為零答案：D解析：據(jù)eUc＝hν－W得h＝eq\f(eU2－eU1,ν2－ν1)，故A錯(cuò)誤；據(jù)eU1＝hν1－W得W＝1.0eV，據(jù)eU3＝hν3－W得U3＝2.0V，故B、C錯(cuò)誤；因能產(chǎn)生光電子，且加正向電壓，則電流表示數(shù)一定不為零，故D正確。13.(多選)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的示數(shù)為0.2mA。移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時(shí)，電流表讀數(shù)為0。則()A．光電管陰極的逸出功為1.8eVB．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，沒(méi)有電流流過(guò)電流表GC．光電子的最大初動(dòng)能為0.7eVD．改用光子能量為1.5eV的光照射，電流表G也有電流，但電流較小答案：AC解析：由題意知遏止電壓Uc＝0.7V，可知光電子的最大初動(dòng)能為0.7eV，據(jù)Ek＝hν－W0得：W0＝1.8eV，故A、C正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，在光子能量為2.5eV的光照射下，光電管發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過(guò)電流表G，故B錯(cuò)誤；1.5eV的光子的能量小于逸出功，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)，無(wú)光電流，故D錯(cuò)誤。14．(2024·江蘇淮安高二期中)從1907年起，密立根就開(kāi)始測(cè)量金屬的遏制電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系，由此計(jì)算普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密立根的方法，我們利用圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到某金屬的Uc－ν圖像如圖乙所示，電子的電荷量e、圖中ν1和U0均已知，求：(1)金屬的截止頻率；(2)普朗克常量h；(3)當(dāng)入射光的頻率為3ν1時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能。答案：(1)ν1(2)eq\f(eU0,ν1)(3)2eU0解析：(1)根據(jù)金屬的Uc－ν圖像可知，金屬的截止頻率為ν0＝ν1。(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理可得Ek＝hν－W0，－eUc＝0－Ek可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)可知Uc－ν圖像的斜率為k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U0,ν1)解得普朗克常量為h＝eq\f(eU0,ν1)。(3)由Uc－ν圖像可得－eq\f(W0,e)＝－U0可得金屬的逸出功為W0＝eU0當(dāng)入射光的頻率為3ν1時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程可得Ek′＝h·3ν1－W0解得Ek′＝2eU0。第四章3.基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1．(多選)(2024·遼寧阜新期末)如圖所示，一只陰極射線(xiàn)管左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方平行放置一通電直導(dǎo)線(xiàn)AB，發(fā)現(xiàn)射線(xiàn)徑跡向下偏，則()A．導(dǎo)線(xiàn)中的電流由A流向BB．導(dǎo)線(xiàn)中的電流由B流向AC．若要使射線(xiàn)的徑跡往上偏，可以通過(guò)改變AB中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)D．射線(xiàn)的徑跡與AB中的電流方向無(wú)關(guān)答案：BC解析：AB中通有的電流在陰極射線(xiàn)管中產(chǎn)生磁場(chǎng)，電子受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知，陰極射線(xiàn)管中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所以根據(jù)安培定則可知，AB中的電流方向應(yīng)為從B流向A。當(dāng)AB中的電流方向變?yōu)閺腁流向B時(shí)，AB上方的磁場(chǎng)方向變?yōu)榇怪奔埫嫦蛲?，電子所受的洛倫茲力方向變?yōu)橄蛏?，射線(xiàn)的徑跡變?yōu)橄蛏掀D(zhuǎn)。故選BC。2．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和α粒子碰撞的影響，這是因?yàn)?)A．α粒子和電子根本無(wú)相互作用B．電子是均勻分布的，α粒子受電子作用的合力為零C．α粒子在和電子碰撞過(guò)程中動(dòng)量的改變量極小，可忽略不計(jì)D．電子體積很小，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(gè)作用力是庫(kù)侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有α粒子質(zhì)量的eq\f(1,7300)，碰撞時(shí)電子對(duì)α粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，可以忽略不計(jì)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3．用α粒子轟擊金箔，α粒子在接近金原子核時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況如圖所示，則α粒子的路徑可能是()A．a(chǎn)、b B．b、cC．a(chǎn)、c D．a(chǎn)、b、c答案：C解析：α粒子散射的原因是原子核對(duì)其有庫(kù)侖斥力的作用，離核越近，斥力越大，偏轉(zhuǎn)越明顯，當(dāng)正好擊中原子核時(shí)，由于α粒子質(zhì)量較小而反彈，故C正確。4．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明()A．原子是由原子核和核外電子組成的B．原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)C．原子中的正電荷均勻分布在原子內(nèi)D．原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里答案：D解析：盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)為原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在體積很小的核上，整個(gè)原子很空曠，盧瑟福由此提出原子是由原子核和核外電子組成的，原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。5．(2024·山東日照高三階段練習(xí))盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線(xiàn)，打到金箔上，最后在環(huán)形熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A．α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它跟金箔中的電子發(fā)生了碰撞B．當(dāng)α粒子接近金箔中的電子時(shí)，電子對(duì)α粒子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核半徑的數(shù)量級(jí)約為10－10mD．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子中有一個(gè)帶正電的核，幾乎集中了原子全部的質(zhì)量答案：D解析：α粒子偏轉(zhuǎn)主要是占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的原子核的斥力造成的，電子的質(zhì)量很小，α粒子與電子碰撞后對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的影響可忽略不計(jì)，故A錯(cuò)誤；大角度的偏轉(zhuǎn)不可能是電子造成的，因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量只有α粒子的eq\f(1,7300)，它對(duì)α粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對(duì)槍彈的影響，完全可以忽略，故B錯(cuò)誤；α粒子散射可以用來(lái)估算核半徑，對(duì)于一般的原子核，實(shí)驗(yàn)確定的核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，兩者相差十萬(wàn)倍之多。可見(jiàn)原子內(nèi)部是十分“空曠”的，故C錯(cuò)誤；占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍。這樣才會(huì)使α粒子在經(jīng)過(guò)時(shí)受到很強(qiáng)的斥力，使其發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，故D正確。6．(多選)如圖所示是J.J.湯姆孫的陰極射線(xiàn)管的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是()A．若在D1、D2兩極板之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，則陰極射線(xiàn)應(yīng)打到最右端的中心P1點(diǎn)B．若在D1、D2兩極板之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線(xiàn)應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2兩極板之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線(xiàn)應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2兩極板之間加上垂直紙面向里的磁場(chǎng)，則陰極射線(xiàn)不偏轉(zhuǎn)答案：AC解析：當(dāng)D1、D2之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線(xiàn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將打到最右端的中心P1點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；若在D1、D2兩極板間加上豎直向下的電場(chǎng)，陰極射線(xiàn)是電子流，它在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)D1、D2之間加上垂直于紙面向里的磁場(chǎng)時(shí)，電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用，由左手定則可知，陰極射線(xiàn)應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．(2024·上海徐匯高三期中)如圖，①、②兩條線(xiàn)表示α粒子散射實(shí)驗(yàn)中某兩個(gè)α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，則沿軌跡③射向原子核的α粒子經(jīng)過(guò)原子核附近后可能的運(yùn)動(dòng)軌跡為()A．a(chǎn) B．bC．c D．d答案：A解析：α粒子與原子核均帶正電，經(jīng)過(guò)原子核時(shí)由于受庫(kù)侖力斥力，且③比①更靠近原子核，庫(kù)倫斥力更大，故偏轉(zhuǎn)角度也就更大，所以軌跡為a，故A正確。8．已知電子質(zhì)量為9.1×10－31kg，帶電荷量為－1.6×10－19C，若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半徑為0.53×10－10m，求電子繞核運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度、動(dòng)能、周期和形成的等效電流。答案：2.19×106m/s2.18×10－18J1.52×10－16s1.05×10－3A解析：由盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型可知，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力由原子核對(duì)電子的庫(kù)侖引力來(lái)提供，則eq\f(mv2,r)＝keq\f(e2,r2)，得線(xiàn)速度v＝eeq\r(eq\f(k,rm))＝1.6×10－19×eq\r(eq\f(9×109,0.53×10－10×9.1×10－31))m/s≈2.19×106m/s。其動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×9.1×10－31×(2.19×106)2J≈2.18×10－18J運(yùn)動(dòng)周期T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2×3.14×0.53×10－10,2.19×106)s≈1.52×10－16s電子繞核運(yùn)動(dòng)形成的等效電流I＝eq\f(q,t)＝eq\f(e,T)＝eq\f(1.6×10－19,1.52×10－16)A≈1.05×10－3A。能力提升練9．(多選)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)是物理學(xué)習(xí)中很重要的一部分，下列關(guān)于物理學(xué)史敘述中正確的是()A．J.J.湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而證明了原子核可再分B．盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C．愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，利用光量子理論成功解釋了光電效應(yīng)D．普朗克首先把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念答案：BD解析：J.J.湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)了電子，證明了原子可再分，不是原子核可再分，故A錯(cuò)誤；盧瑟福據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，愛(ài)因斯坦用光量子理論解釋了光電效應(yīng)，但不是發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，故B正確，C錯(cuò)誤；普朗克最早提出了量子化理論，故D正確。10．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了較大的改變B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來(lái)自帶負(fù)電的核外電子對(duì)它的庫(kù)侖引力C．實(shí)驗(yàn)表明原子中心有一個(gè)很小的核，其帶有原子的全部負(fù)電荷D．通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型答案：D解析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°，有的幾乎達(dá)到180°，被反彈回來(lái)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)α粒子接近核時(shí)，是核的庫(kù)侖斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)表明原子中心有一個(gè)很小的核，其帶有原子的全部正電荷和絕大部分質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故D正確。11．通過(guò)如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，盧瑟福建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型。實(shí)驗(yàn)時(shí)，若將熒光屏和顯微鏡分別放在位置1、2、3，則能觀察到粒子數(shù)量最多的是位置()A．1 B．2C．3 D．一樣多答案：C解析：根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，大多數(shù)粒子能按原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°，甚至有的被反向彈回。所以在相等時(shí)間內(nèi)3處閃爍次數(shù)最多，其次是2、1兩處，并且數(shù)據(jù)相差比較大，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。故選C。12.在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一α粒子經(jīng)過(guò)某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)所示，圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線(xiàn)是過(guò)P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線(xiàn)，兩虛線(xiàn)和軌跡將平面分為五個(gè)區(qū)域，不考慮其他原子核對(duì)該α粒子的作用，下面說(shuō)法正確的是()A．α粒子受到斥力B．該原子核的位置可能在①區(qū)域C．根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子大小D．α粒子在P、Q間的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案：A解析：盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的探究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，正電荷全部集中在原子核內(nèi)，α粒子帶正電，同種電荷相互排斥，故A正確；結(jié)合受力的特點(diǎn)與軌跡的特點(diǎn)可知原子核應(yīng)在③區(qū)域，故B錯(cuò)誤；根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核大小，故C錯(cuò)誤；α粒子受到金原子核的庫(kù)侖斥力作用，所以α粒子不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。13．電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。他測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍。這個(gè)最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實(shí)驗(yàn)的原理圖如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B板帶負(fù)電。從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場(chǎng)中，小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場(chǎng)力和重力平衡，已知小油滴靜止時(shí)所處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是1.92×105N/C，小油滴半徑是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，g取9.8N/kg，求小油滴所帶的電荷量及這個(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍？答案：8.02×10－19C5倍解析：小油滴的質(zhì)量m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πR3由題意知mg＝Eq，由以上兩式可得小油滴所帶的電荷量q＝eq\f(ρ·4πR3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4π×9.8×1.64×10－63,3×1.92×105)C≈8.02×10－19Ceq\f(