第四章3A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中不正確的是()A．電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子具有一定的結(jié)構(gòu)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【答案】A【解析】發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認(rèn)為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子有一定的結(jié)構(gòu)，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(guò)程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過(guò)程，D正確．2．(多選)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的描述，你認(rèn)為正確的有()A．實(shí)驗(yàn)器材有放射源、金箔、帶有熒光屏的顯微鏡B．金箔的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響C．如果不用金箔改用鋁箔，仍會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象D．實(shí)驗(yàn)裝置必須放在真空中【答案】ACD【解析】若金箔的厚度過(guò)大，α粒子穿過(guò)金箔時(shí)必然受較大的阻礙而影響實(shí)驗(yàn)效果，B錯(cuò)誤．若改用鋁箔，鋁核的質(zhì)量仍遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量，散射現(xiàn)象仍能發(fā)生，C正確．若放置在空氣中，空氣中的塵埃對(duì)α粒子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生影響，故D正確．3．盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是()A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)B．電子的發(fā)現(xiàn)C．光電效應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)D．天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)【答案】A【解析】盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．4．(多選)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)可以解決的問(wèn)題是()A．解釋?duì)亮Ｗ由⑸洮F(xiàn)象B．用α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算原子核的大小C．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子D．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的【答案】AB【解析】α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與湯姆生的棗糕模型相矛盾，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型合理解釋了該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算出了原子核的半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，A、B正確；盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子是由原子核和核外電子組成的，但不能說(shuō)明原子核內(nèi)存在質(zhì)子，故C錯(cuò)誤；盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，但不能證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的，故D錯(cuò)誤．5．如圖所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況．下列說(shuō)法中正確的是()A．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光B．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)幾乎一樣多C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D．盧瑟福通過(guò)該實(shí)驗(yàn)得到了原子的“棗糕模型”結(jié)論【答案】C【解析】在B位置進(jìn)行觀察時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少，而在A位置進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，A、B錯(cuò)誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似，C正確；盧瑟福根據(jù)此實(shí)驗(yàn)得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D錯(cuò)誤．6．如圖為盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，①、②兩條線表示實(shí)驗(yàn)中α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，則沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡為()A．軌跡a B．軌跡bC．軌跡c D．軌跡d【答案】A【解析】α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明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，離原子核越近，受到的庫(kù)侖斥力越強(qiáng)，則偏轉(zhuǎn)程度越強(qiáng)，沿題圖中③所示方向射向原子核的α粒子可能的運(yùn)動(dòng)軌跡為a，A正確．7．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是()A．該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行B．帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)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(duì)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(shí)驗(yàn)裝置及其作用，熒光屏不只有正對(duì)α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光，所以D錯(cuò)誤．8．密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為U，形成豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴．通過(guò)顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A．懸浮油滴帶正電B．懸浮油滴的電荷量為eq\f(mg,U)C．增大場(chǎng)強(qiáng)，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng)D．油滴的電荷量不一定是電子電荷量的整數(shù)倍【答案】C【解析】帶電油滴在兩板間靜止時(shí)，受豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力，則油滴應(yīng)帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；qE＝mg，即qeq\f(U,d)＝mg，所以q＝eq\f(mgd,U)，B錯(cuò)誤；當(dāng)E變大時(shí)，qE變大，原來(lái)懸浮的油滴所受合力向上，油滴向上運(yùn)動(dòng)，C正確；任何帶電物體的電荷量都是電子電荷量的整數(shù)倍，D錯(cuò)誤．9．如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說(shuō)法中正確的是()A．如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒(méi)有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點(diǎn)B．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里C．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向外D．如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)該先由小到大，再由大到小【答案】A【解析】偏轉(zhuǎn)線圈中沒(méi)有電流，陰極射線沿直線運(yùn)動(dòng)，打在O點(diǎn)，A正確．由陰極射線的電性及左手定則可知B、C錯(cuò)誤；由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先由大變小，再由小變大，故D錯(cuò)誤．B組·能力提升10．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)的軌跡如圖所示．圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線是經(jīng)過(guò)P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域．不考慮其他原子核對(duì)α粒子的作用，則關(guān)于該原子核的位置，正確的是()A．一定在①區(qū)域 B．可能在②區(qū)域C．可能在③區(qū)域 D．一定在④區(qū)域【答案】A【解析】盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)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，若在③④區(qū)域粒子軌跡將向上偏轉(zhuǎn)，由軌跡的彎曲方向知道排斥力向下，原子核一定在①區(qū)域，A正確．11．α粒子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的7300倍，如果α粒子以速度v跟電子發(fā)生彈性正碰(假設(shè)電子原來(lái)是靜止的)，則碰撞后α粒子的速度變化了多少？解：設(shè)電子質(zhì)量為m，碰后α粒子速度為v1，電子速度為v2，由彈性正碰中動(dòng)量和能量守恒有eq\f(1,2)×7300mv2＝eq\f(1,2)×7300mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，7300mv＝7300mv1＋mv2，解得v1＝eq\f(7300m－m,7300m＋m)v＝eq\f(7299,7301)v.因此碰撞后α粒子速度減小了v－v1＝eq\f(2,7301)v.12．帶電粒子的電荷量與質(zhì)量的比值(eq\f(q,m))稱為荷質(zhì)比．湯姆孫當(dāng)年用來(lái)測(cè)定電子荷質(zhì)比的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．真空玻璃管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子經(jīng)過(guò)加速電壓加速后，形成細(xì)細(xì)的一束電子流．當(dāng)極板C、D間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束將打在熒光屏上的O點(diǎn)；若在C、D間加上電壓U，則電子束將打在熒光屏上的P點(diǎn)，P點(diǎn)與O點(diǎn)的豎直距離為h；若再在C、D極板間加一方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子束又重新打在了O點(diǎn)．已知極板C、D的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)1，C、D間的距離為d，極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2.不計(jì)電子重力影響．(1)求電子打在熒光屏O點(diǎn)時(shí)速度的大小；(2)推導(dǎo)出電子荷質(zhì)比的表達(dá)式(結(jié)果用題中給定的已知量的字母表示)；(3)若L1＝5.00cm，d＝1.50cm，L2＝10.00cm，偏轉(zhuǎn)電壓U＝200V，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝6.3×10－4T，h＝3.0cm.估算電子荷質(zhì)比的數(shù)量級(jí)．解：(1)加上磁場(chǎng)后，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)evB＝eE，其中U＝Ed，聯(lián)立解得v＝eq\f(U,Bd).(2)極板間只加電場(chǎng)時(shí)，電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)．水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)L1＝vt1，在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(eU,md)，偏轉(zhuǎn)距離y1＝eq\f(1,2)ateq