期末必刷必刷02α粒子散射现象学年下学期高二物理人教版期末强化复习必刷题解析版文档格式.docx
《期末必刷必刷02α粒子散射现象学年下学期高二物理人教版期末强化复习必刷题解析版文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《期末必刷必刷02α粒子散射现象学年下学期高二物理人教版期末强化复习必刷题解析版文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
A．a
B．b
C．c
D．a、b、c都是不可能的
【答案】AC
【解析】 α粒子在穿过金箔时轨迹发生大角度偏转的主要原因是金原子核对α粒子的静电力作用。
由于电子质量太小，对α粒子的运动影响甚微，α粒子和金原子核均带正电，故应相互排斥，轨迹a、c是符合实验情况的轨迹。
α粒子与原子核（金核）通过库仑力发生作用，二者表现为斥力，而b路径表现为引力，故选项B不正确。
判断α粒子的轨迹时，要根据散射的原理判断。
【典例3】
（多选）当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的（ ）
A．轨迹A
B．轨迹B
C．轨迹C
D．轨迹D
【答案】BC
【解析】α粒子在穿过金箔时轨迹发生大角度偏转的主要原因是金原子核对α粒子的库仑力的作用．由于电子质量太小，对α粒子的运动影响甚微，α粒子和金原子核均带正电，故应相互排斥，轨迹A、D是符合实验情况的轨迹．α粒子与原子核（金核）通过库仑力发生作用，二者表现为斥力，而B、C路径表示为引力，故B、C不可能．判断α粒子的轨迹时，要根据散射的原理判断．
【典例4】假设α粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，α粒子的质量为mα，电子的质量me＝mα，金原子核的质量mAu＝49mα.求：
（1）α粒子与电子碰撞后的速度变化；
（2）α粒子与金原子核碰撞后的速度变化．
【答案】
（1）－2.7×
10－4v0
（2）－1.96v0
【解析】α粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，系统的动量和能量均守恒，由动量守恒定律有
mαv0＝mαv1′＋mv2′
由能量守恒定律有
mαv02＝mαv1′2＋mv2′2
解得v1′＝v0
速度变化Δv＝v1′－v0＝－v0
（1）若α粒子与电子碰撞，将me＝mα代入，得
Δv1≈－2.7×
10－4v0
（2）若α粒子与金原子核碰撞，将mAu＝49mα代入，得
Δv2＝－1.96v0.
【典例5】如图所示为1909年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验时的实验装置，阅读课本，回答以下问题：
（1）什么是α粒子？
（2）实验装置中各部件的作用是什么？
实验过程是怎样的？
（3）实验现象如何？
（4）少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？
【答案与解析】
（1）α粒子（
He）是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍．
（2）①α粒子源：
把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子．
②带荧光屏的放大镜：
观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光．
实验过程：
α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子的运动方向改变．带有放大镜的荧光屏可以沿图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目．
（3）α粒子散射实验的实验现象：
.
（4）α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．
热身训练
1.关于原子结构，下列说法正确的是（ ）
A．原子中的原子核很小，核外很“空旷”
B．原子核半径的数量级是10－10m
C．原子的全部电荷都集中在原子核里
D．原子的全部质量都集中在原子核里
【答案】A
【解析】 根据卢瑟福的原子结构模型的内容知C、D错；
原子核半径的数量级为10－15m，原子半径的数量级为10－10m，两者相差十万倍之多，因此原子内部是十分“空旷”的，故A对，B错．
2.在α粒子散射实验中，我们并没有考虑电子对α粒子偏转角度的影响，这是因为（ ）
A．电子的体积非常小，以致α粒子碰不到它
B．电子的质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小
C．α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消
D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零
【答案】B
【解析】 α粒子的质量是电子质量的7300倍，电子虽然很小，但数量很多，α粒子仍能碰到，影响微乎其微，选项B正确．
3.对α粒子散射实验的实验装置的描述，你认为正确的有（ ）
A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜
B．金箔的厚度对实验无影响
C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象
D．实验装置放在空气中和真空中都可以
【解析】 金箔厚度太大，α粒子就不能穿透了，所以不可以太厚，故B项错误；
如果不用金箔改用铝箔也会发生散射现象，只是铝的延展性不如金好，不能做到很薄，所以实验结果会受到影响，故C错误；
实验装置必须在真空中进行，否则α粒子会电离空气，造成实验现象不明显，故D错误；
正确选项为A.
4.α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子（ ）
A．受到了重金属原子核的斥力作用
B．动能不断减小
C．电势能不断增大
D．出现大角度偏转是与电子碰撞的结果
【解析】 少数发生大角度偏转的α粒子受到了重金属原子核的斥力作用，斥力先做负功后做正功，α粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小．α粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰撞后其运动状态基本不变．
5.（2018·
广州五校高二下期末联考）如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的金原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【解析】 α粒子与金原子核都带正电，相互排斥，α粒子径迹越靠近金原子核，所受库仑斥力越大，运动方向的偏转角度就越大，根据这个特点可以判断只有A正确．
6.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图所示为α粒子散射图景，图中实线表示α粒子的运动轨迹，则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）
A．图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大
B．图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了直接碰撞
C．绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小
D．根据α粒子散射实验可以估算原子大小
【答案】C
【解析】 题图中大角度偏转的α粒子所受的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；
题图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生直接碰撞，故B错误；
从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，故C正确；
依据α粒子散射实验可以估算原子核的大小，故D错误．
7.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，有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1、2、3、4四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（ ）
A．2、10、625、1205
B．1202、1305、723、203
C．1305、25、7、1
D．1202、1010、723、203
【解析】 α粒子散射实验现象是绝大多数粒子穿过金箔后沿原来的方向前进，少数发生大角度偏转，极少数甚至原路返回，所以C正确，A、B、D错误．
8.α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为（ ）
A．α粒子与电子根本无相互作用
B．电子是均匀分布的，α粒子受电子作用的合力为零
C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D．电子很小，α粒子碰撞不到电子
【解析】 α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的
，所以碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样，故选项C正确。
9.如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是（ ）
A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹
【解析】α粒子散射实验现象：
绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子数多，B处观察到的粒子数少，所以选项A、B错误．α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D错误，C正确．
10.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两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是（ ）
A．可能在①区域
B．可能在②区域
C．可能在③区域
D．可能在④区域
【解析】因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能．
11.提出原子核式结构模型的科学家是（ ）
A．卢瑟福
B．汤姆孙
C．贝可勒尔
D．普朗克
【解析】1909年，通过α粒子散射实验，卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子核式结构模型理论，故A正确，B、C、D错误．
12.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a
B．轨迹b
C．轨迹c
D．轨迹d
【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，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a，因离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越大，故A正确，B、C、D错误．
13.（多选）用α粒子撞击金原子核发生散射，图中关于α粒子的运动轨迹正确的是（ ）
A．a
C．c
D．d
【答案】CD
【解析】 α粒子受金原子核的库仑斥力作用，方向沿两者连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A、B均错误；
离原子核越近，α粒子受到的库仑斥力越大，偏转程度越大，C、D正确．
14.（多选）关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（ ）
A．该实验说明原子中正电荷是均匀分布的
B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用
C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构理论
【答案】BCD
【解析】 在α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：
一是原子内有一质量很大的物质存在；
二是这一物质带有较大的正电荷；
三是这一物质的体积很小，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故A错误，B、C正确．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论，D正确．
15.（多选）卢瑟福的α粒子散射实验结果表明了（ ）
A．原子核是可分的
B．汤姆孙的“枣糕”模型是错误的
C．原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成
D．原子中的正、负电荷并非均匀分布
【答案】BD
【解析】 α粒子散射实验并非证明原子是由什么构成的，而是证明了组成原子的正、负电荷在原子内部是如何分布的，由实验现象可知原子内部的正、负电荷并非均匀分布，证明了“枣糕模型”是错误的，故B、D.正确.
16.（多选）卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是（ ）
A．解释α粒子散射现象
B．用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小
C．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
【答案】AB
【解析】 α粒子散射实验现象与汤姆孙的枣糕模型相矛盾，卢瑟福的原子核式结构模型合理解释了该实验现象，并通过实验数据估算出了原子核的半径的数量级为10－15m，A、B正确；
卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子是由原子核和核外电子组成的，但不能说明原子核内存在质子，故C错误；
卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，但不能证明原子核是由质子和中子组成的，故D错误.
17.（多选）卢瑟福和他的学生用α粒子轰击不同的金属，并同时进行观测，经过大量的实验，最终确定了原子的核式结构．如图为该实验的装置，其中荧光屏能随显微镜在图中的圆面内转动．当用α粒子轰击金箔时，在不同位置进行观测，如果观测的时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．在1处看到的闪光次数最多
B．2处的闪光次数比4处多
C．3和4处没有闪光
D．4处有闪光但次数极少
【答案】ABD
【解析】 在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，则在1处看到的闪光次数最多，故A正确；
少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度大于90°
，极个别α粒子被反弹回来，在2、3、4位置观察到的闪光次数依次减少，故C错误，B、D正确．
189.卢瑟福的α粒子散射实验结果表明了（ ）
B．原子核是由质子和中子组成的
C．原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成的
D．原子内部有一个很小区域，集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量
【答案】D
【解析】 由α粒子散射实验的结果可知，原子是可分的，它由原子核和电子组成；
另外原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，故选项A、B错误，D正确；
选项C是汤姆孙提出的原子模型，故选项C错误。
19.（多选）关于α粒子散射实验的装置，下列说法正确的是（ ）
A．全部设备都放在真空中
B．荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个圆周上转动
C．若将金箔改为银箔，就不能发生散射现象
D．金箔的厚度不会影响实验结果
【解析】 实验必须在真空中进行，故选项A正确；
荧光屏和显微镜应该能围绕金箔在一个圆周上转动，选项B正确；
金箔改为银箔能发生散射现象，但不明显，选项C错误；
α粒子穿透能力弱，金箔必须很薄，故选项D错误。
20.以下三个示意图所表示的实验中能说明原子核式结构的是________．
【解析】图A是α粒子散射实验，反映了原子的核式结构．
升级会员 