《2025年5年高考3年模拟高中物理选择性必修第三册人教版江苏专版》

6.(2025 吉林长春期中)卢瑟福$\alpha$粒子散射实验的装置示意图如图所示，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，关于在相同时间（足够长）内观察到的现象，下列说法正确的是(A)


A.在A位置时观察到屏上的闪光最多
B.在B位置时屏上能观察到闪光，是因为$\alpha$粒子发生了衍射
C.在D位置时屏上一定不能观察到闪光
D.在C位置时观察到屏上的闪光次数比在D位置时观察到的少

答案： 6.A在$\alpha$粒子散射实验中,绝大多数$\alpha$粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数$\alpha$粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于$90^{\circ}$,因此,在$A$位置时观察到屏上的闪光次数最多,在$D$位置时屏上可以观察到闪光，只不过极少,在$C$位置时观察到屏上的闪光次数比在$D$位置时观察到的多。故A正确,B、C、D错误。
名师点津
原子的核式结构模型对$\alpha$粒子散射实验结果的解释:
(1)当$\alpha$粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数$\alpha$粒子几乎不发生偏转。
(2)只有当$\alpha$粒子在穿过原子时十分接近原子核，才受到很大的库仑力作用，偏转角度才很大，而这种机会很小。
(3)如果$\alpha$粒子正对着原子核射来，偏转角度几乎达到$180^{\circ}$,这种机会极小。

7.(2025 江苏南京期末)如图所示，高速运动的$\alpha$粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示$\alpha$粒子的运动轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则(A)


A.三点中，$\alpha$粒子在N点的电势能最大
B.$\alpha$粒子在M点的速率比在Q点的大
C.$\alpha$粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功
D.在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低

答案： 7.A　由于$N$点离核最近，$Q$点比$M$点离核更远,重核带正电,可知$\varphi_N ＞ \varphi_M ＞ \varphi_Q$,即在重核产生的电场中,$M$点的电势比$Q$点的高,故D错误;$\alpha$粒子带正电,根据电势能的表达式$E_p = q\varphi$可知$E_{pN} ＞ E_{pM} ＞ E_{pQ}$,即$\alpha$粒子在$N$点的电势能最大,故A正确;$\alpha$粒子在$M$点的电势能大于在$Q$点的电势能,则其从$M$点运动到$Q$点,电势能减小,则电场力对它做的总功为正功,$\alpha$粒子的动能增大,$\alpha$粒子在$M$点的速率比在$Q$点的小,故B、C错误。

8.(2025 辽宁大连期中)根据$\alpha$粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图为$\alpha$粒子散射图，图中实线表示$\alpha$粒子的运动轨迹。其中一个$\alpha$粒子在从a运动到b再运动到c的过程中（$\alpha$粒子在b点时距原子核最近），下列判断正确的是(B)


A.$\alpha$粒子的动能先增大后减小
B.$\alpha$粒子的电势能先增大后减小
C.$\alpha$粒子的加速度先减小后增大
D.库仑力对$\alpha$粒子先做正功后做负功

答案： 8.B$\alpha$粒子先靠近原子核，然后又远离原子核,则在运动过程中,其电势能先增大后减小,库仑力对$\alpha$粒子先做负功后做正功，由动能定理知,$\alpha$粒子的动能先减小后增大,B正确,A、D错误。$\alpha$粒子受到的库仑力先增大后减小,由牛顿第二定律知,$\alpha$粒子的加速度先增大后减小,C错误。

9.在卢瑟福的$\alpha$粒子散射实验中，某一$\alpha$粒子经过原子核附近时的轨迹如图中实线所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为五个区域，不考虑其他原子核对该$\alpha$粒子的作用，下列说法正确的是(C)


A.$\alpha$粒子受到引力
B.该原子核的位置可能在①区域
C.根据$\alpha$粒子散射实验可以估算原子核大小
D.$\alpha$粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动

答案： 9.C　在$\alpha$粒子散射实验中,$\alpha$粒子经过原子核附近时受到库仑斥力作用，故A错误;若该原子核处于①区域,则$\alpha$粒子在$P$点时因受到库仑斥力应该向②区域偏转,所以该原子核的位置不可能在①区域,故B错误;根据$\alpha$粒子散射实验可以估算原子核的大小,故C正确;$\alpha$粒子受到库仑斥力,在$P$、$Q$间的运动不可能为匀速圆周运动,故D错误。

10.教材深研拓展$\alpha$粒子散射可以用来估算原子核半径。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。如果把原子放大为直径是100 m的球，原子核的大小相当于下列哪个物体(A)

A.一粒小米
B.一粒葡萄
C.一个乒乓球
D.一个篮球

答案： 10.A　由题可知原子的半径是原子核半径的$10^5$倍，如果把原子放大为直径是$100\ m$的球,同样比例放大后原子核的直径为$d = \frac{100}{10^5}\ m = 10^{-3}\ m = 1\ mm$,相当于一粒小米的大小。故选A。