1、学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)关于物质结构的研究有下列叙述，其中正确的是()A电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构B根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型C原子内部的正电荷全部集中在原子中心极小的原子核内D电子均匀分布在原子内部【解析】电子的发现使人们认识了原子有复杂的结构，选项A正确；根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项B正确；原子内部的正电荷全部集中在极小的原子核内，选项C正确，电子在原子核外空间高速运转，并不是均匀分布，D错误【答案】ABC2(多选)关于粒子散射实验装置，下列说法正确的是()A实验装置应放在真空中B金箔的厚度对实验无影响C如果把金
2、箔改为铝箔，更不容易观察到大角度散射现象D实验时，金箔、荧光屏和显微镜均能在圆周上运动【解析】根据粒子散射实验装置的要求，不在真空中实验可能会受到空气中尘埃等微粒的影响，A对当金箔偏厚时，粒子可能无法穿过，B错金箔改为铝箔，由于铝原子核质量较小，而不容易观察到大角度散射，C正确实验中金箔不动，显微镜沿圆周运动，D错【答案】AC3从粒子散射实验结果出发推出的结论有：金原子内部大部分都是空的；金原子是一个球体；汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；原子核的半径很小，其中正确的是()ABC D【解析】从粒子散射实验结果出发，可推出带电的原子核体积很小，集中了原子几乎所有的质量，带负电的电子质量很
3、小，绕核运动；故选B.【答案】B4在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动；下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()A BCD【解析】金箔中的原子核与粒子都带正电，粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D错误；由原子核对粒子的斥力作用，及物体做曲线运动的条件，知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方，选项B错、C对【答案】C5在卢瑟福粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转，其原因是() 【导学号：64772094】A原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B正电荷在原子中是均匀分布的C原子中存在着带负电的电子D原子中的质量均匀分布在整个原子范围
4、内【解析】原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，才使在粒子散射实验中，只有少数离核很近的粒子，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，所以选项A正确【答案】A6如图224所示，实线表示金原子核电场的等势线，虚线表示粒子在金核电场中散射时的运动轨迹设粒子通过a、b、c三点时速度分别为va、vb、vc，电势能分别为Ea、Eb、Ec，则va、vb、vc由小到大的顺序为_，Ea、Eb、Ec由小到大的顺序为_ 图224【解析】金原子核和粒子都带正电，粒子在接近金核过程中需不断克服库仑力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加；粒子在远离金核过程中库仑力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能
5、减小因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为vbvavc，EcEaEb.【答案】vbvavcEcEaEb7已知电子质量为9.11031 kg，带电荷量为1.61019 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.531010 m，求电子绕核运动的线速度【解析】库仑力提供电子做圆周运动的向心力，由，得ve1.61019 m/s2.19106 m/s.【答案】2.19106 m/s能力提升8(多选)粒子散射实验中，当粒子最接近原子核时，粒子符合下列哪种情况()A动能最小B电势能最小C粒子与金原子组成的系统的能量最小D所受原子核的斥力最大【解析】粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，
6、动能减少，电势能增加两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒根据库仑定律，距离最近时，斥力最大故A、D均正确【答案】AD9卢瑟福的原子核式结构模型认为，核外电子绕核运动设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，氢原子中电子离核最近的轨道半径为r1，已知电子电荷量为e，静电力恒量为k，用经典物理学的知识，(1)计算电子在半径为r1的轨道运动时的动能(2)设轨道2的半径r24r1，计算电子在轨道2运动时的动能(3)比较电子在轨道1与轨道2的动能，Ek1_Ek2(选填“”“”或“”)，电势能Ep1_Ep2(选填“”“”或“”)【解析】(1)根据库仑力充当向心力有km，故Ekmv2k.(2)由(
7、1)知当r24r1时有Ekkk.(3)由(2)知由轨道1运动至轨道2，电子动能减小，故Ek1Ek2，由轨道1至轨道2过程中，电子克服库仑力引力做功，电势能增大，故Ep1Ep2.【答案】(1)k(2)k(3)10如图225所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知UNM100 V一个粒子以2.5105 m/s从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点，求粒子在B点时速度的大小(已知m6.641027 kg) 【导学号：64772028】图225【解析】粒子在由A到B的过程中，根据动能定理2eUNMmv2mv由此得v m/s2.3105 m/s.【答案】2.3105 m/s11粒子的质量大约是电子质量的7 300倍，如果粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后粒子的速度变化了多少？【解析】设电子质量为m，碰后粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性碰撞中能量和动量守恒得7 300mv27 300mvmv7 300mv7 300mv1mv2联立式，解得v1vv因此碰撞后粒子速度减少了vv1v.【答案】v
