2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 4.2原子的核式结构模型模型 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
4.2原子的核式结构模型模型 课时练（解析版）
1．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（　　）
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
2．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．因为电子是均匀分布的，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，粒子碰撞不到电子
3．1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动图景如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下列关于“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是（　　）
A．绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B．少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C．通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10-15m
D．通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10-15m
4．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（　　）
A．绝大多数α粒子经过重金属箔后，基本上仍按直线方向前进
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，无法估算出原子核的大小
5．如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是（　　）
A．在位置②接收到的α粒子最多
B．在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大
D．若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
6．粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了（　　）
A．由于原子中的电子碰撞造成的 B．受到金原子核库仑引力
C．原子核由质子和中子组成 D．原子中有带正电的原子核
7．1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10-10m
8．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
9．在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一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粒子的作用，下列说法正确的是（　　）
A．粒子受到引力
B．该原子核的位置可能在①区域
C．根据粒子散射实验可以估算原子核大小
D．粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动
10．在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是（　　）
A．原子中存在着带负电的电子
B．正电荷在原子内是均匀分布的
C．原子只能处于一系列不连续能量状态中
D．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
11．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（　　）
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°
B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转
C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，实验事实肯定了汤姆生的原子结构模型
D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量
12．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。下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．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
C．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹
13．卢琴福α粒子散射实验的结果，表明了（　　）
A．质子比电子重 B．原子核内存在着中子
C．原子中的正电荷集中在很小的区域范围内 D．可以用人工方法直接观察原子结构
14．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是（　　）
A．原子是一个质量分布均匀的球体
B．原子的质量几乎全部集中在原子核内
C．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内
D．原子核半径的数量级是
15．______的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿______的方向前进；
16．α粒子散射实验装置由______、______、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于______中。
17．如图所示是20世纪初伟大的物理学家卢瑟福在研究物质结构时的实验装置，请根据物理学史的知识完成相关题目：
（1）卢瑟福用这个实验装置发现了__________结构模型；
（2）图中的放射源发出的是________粒子；
（3）图中的金箔是_______层分子膜（选填“单”或“多）；
（4）如图所示的四个显微镜中，闪光频率最高的是_________显微镜。
18．1μm厚的金箔大约有3300层原子，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，这说明了什么？
19．已知氢原子的半径是。按照卢瑟福的原子模型，若近似认为电子绕原子核做匀速圆周运动，求电子绕原子核运动的速率和频率。
20．粒子散射实验用的是金箔等重金属箔，而没有用轻金属箔，例如铝箔。除了金的延展性好，可以把金箔做得非常薄这个原因以外，你认为还有什么原因？
参考答案
1．D
【详解】
A．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故A错误；
B．α粒子在接近原子核的过程中，由于要克服电场力做功，故动能减少，电势能增加，故B错误；
C．当α粒子在离开原子核的过程中，由于电场力做正功，故动能增加，电势能减少，故C错误；
D．对α粒子散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小数量级，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为电子的质量只有α粒子质量的，电子对α粒子速度的大小和方向的影响极小，所以α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计，故C正确。
故选C。
3．C
【详解】
AB．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转，AB错；
CD．通过“α粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为10-15m，原子半径的数量级为10-10m，不是通过α粒子散射实验确定的，D错误；C正确；
故选C。
4．A
【详解】
A．绝大多数α粒子经过重金属箔后，基本上仍按直线方向前进，选项A正确；
B．α粒子在接近原子核的过程中，静电斥力做负功，则动能减少，电势能增大，选项B错误；
C．α粒子离开原子核的过程中，静电斥力做正功，则动能增大，电势能减小，选项C错误；
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小，选项D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转，则在位置③接收到的α粒子最多，所以A错误；
B．在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内，所以B正确；
C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小，因为在位置①α粒子速度反向运动，则动量的变化量更大，所以冲量更大，则C错误；
D．若正电荷均匀分布在原子内，则α粒子与原子正面撞击，粒子最后反弹，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差较多，所以D错误；
故选B。
6．D
【详解】
粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了原子中有带正电的原子核，粒子受到了金原子核库仑斥力作用。
故选D。
7．C
【详解】
当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进。
A．α粒子发生偏转是由于它受到原子核的斥力，并不是跟电子发生了碰撞，A错误；
B．造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比较大，B错误；
C．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，实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，和几乎全部质量，C正确；
D．α粒子散射实验可以估算出原子核半径的数量级是10-15m，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．原子中的原子核很小，核外很“空旷”，A正确；
B．原子核半径的数量级是10-15m，原子半径的数量级是10-10m，B错误；
CD．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核，核外电子带负电且具有一定质量，CD错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．在粒子散射实验中，粒子经过某一原子核附近时受到库仑斥力作用，A项错误；
B．若该原子核处于①区域，在粒子受到库仑斥力后应该向区域②弯曲，所以该原子核的位置不可能在①区域，B项错误；
C．根据粒子散射实验可以估算原子核的大小，C项正确；
D．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，D项错误。
故选C。
10．D
【详解】
α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的，α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变；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粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，故选D。
11．A
【详解】
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°，所以A正确；
B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，电子对α粒子的影响忽略不计，所以B错误；
C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，实验事实否定了汤姆生的原子结构模型，所以C错误；
D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及绝大部分质量，所以D错误；
故选A。
12．A
【详解】
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项A正确；
B．因大多数粒子不改变运动方向，则在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内在A处观察到屏上的闪光次数多，选项B错误；
C．因只有少数的粒子产生大角反射，则在图中的B位置进行观察，屏上同样可观察到闪光，选项C错误；
D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子核的斥力作用从而改变运动方向，选项D错误；
故选A。
13．C
【详解】
粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有粒子质量的，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，粒子质量大，其运动方向几乎不改变。粒子散射实验中，有少数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粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小。
故选C。
14．BD
【详解】
AB．原子的质量几乎全部集中在原子核内，所以A错误；B正确；
C．原子的正电荷全部集中在一个很小的核内，负电荷绕原子核做圆周运动，所以C错误；
D．原子核半径的数量级是，所以D正确；
故选BD。
15．绝大多数 原来
【详解】
略
16．α粒子源 金箔 真空
【详解】
略
17．核式 α 单 A
【详解】
（1）[1]卢瑟福用这个实验装置发现了原子的核式结构模型。
（2）[2]图中的放射源发出的是α粒子。
（3）[3]图中的金箔是单层分子膜。
（4）[4]如图所示的四个显微镜中，闪光频率最高的是A显微镜。
18．原子核很小，原子内的绝大多数地方都是空旷的
【详解】
原子核极小，原子内的绝大多数地方都是空旷的，即使1μm厚的金箔大约有3300层原子，绝大多数α粒子穿过金箔时仍无法打到原子核，故仍沿原来的方向前进。
19．，
【详解】
已知电子的质量为，由库仑力作为向心力可得
代入数据可解得，绕核运动的频率为
代入数据解得。
20．卢瑟福在做α粒子散射实验时，之所以选用金箔做靶子，是因为金原子核较大，易于被α粒子击中，且金的延展性好，几乎可以做成单原子膜。
【详解】
卢瑟福在做α粒子散射实验时，之所以选用金箔做靶子，是因为金原子核较大，易于被α粒子击中，且金的延展性好，几乎可以做成单原子膜。