《2025年新坐标同步练习高中物理选择性必修第三册人教版青海专用》

例2美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先精确测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图所示,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正、负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。

(1)若要测出该油滴的电荷量,则需要测出的物理量有(ABC)。
A.油滴质量m B.两板间的电压U
C.两板间的距离d D.两板的长度L
(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=$\frac {mgd}{U}$。(已知重力加速度为g)
(3)若电子的电荷量为e,则该油滴中带的电子数为$\frac {mgd}{eU}$。

答案：
(1)ABC
(2)$\frac {mgd}{U}$
(3)$\frac {mgd}{eU}$

图为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意图。

试探究:(1)该实验中为什么用金箔作靶子？
(2)当把荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,相同时间内哪个位置观察到屏上的闪光次数最多？
(1)金箔延展性好，可做得很薄，使α粒子在穿过金箔时与原子核相互作用的次数少；金的原子序数大，原子核质量大，α粒子与金原子核相互作用时，运动状态改变明显。
(2)A位置。

答案：
(1)金箔延展性好，可做得很薄，使α粒子在穿过金箔时与原子核相互作用的次数少；金的原子序数大，原子核质量大，α粒子与金原子核相互作用时，运动状态改变明显。
(2)A位置。

例3 (2024.山东日照阶段练)卢瑟福的α粒子散射实验装置如图所示,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钅卜,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,打到金箔上,最后在环形荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是 (

A.α粒子发生偏转是由于它跟金箔中的电子发生了碰撞
B.当α粒子接近金箔中的电子时,电子对α粒子的吸引力使之发生明显偏转
C.通过α粒子散射实验可以估算原子核半径的数量级约为10-¹ºm
D.α粒子散射实验说明了原子中有一个带正电的核，几乎集中了原子全部的质量

答案：  [解析] α粒子偏转主要是占原子质量绝大部分的带正电的原子核的斥力造成的,电子的质量很小,α粒子与电子碰撞后对运动轨迹的影响可忽略不计,A、B错误;α粒子散射可以用来估算核半径,对于一般的原子核,实验确定的核半径的数量级为$10^{-15}m$,而整个原子半径的数量级是$10^{-10}m$,两者相差十万倍之多,可见原子内部是十分“空旷”的,C错误;占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围,这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力,使其发生大角度的偏转,D正确。 [答案] D