5.1原子的结构 同步作业-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

5.1原子的结构 同步作业（解析版）
一、选择题
1．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是（　　）
A．密立根通过油滴实验，计算出元电荷的带电量
B．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，爱因斯坦提出了能量子假说
C．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，发现阴极射线由带负电的粒子组成
D．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子核式结构模型
2．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
3．关于原子结构和玻尔理论，下列说法中正确的是（ ）
A．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构
B．玻尔在研究原子结构中提出了电子云的观念
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子的核式结构模型
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小
4．人类认识原子结构和开发利用原子能经历了曲折的过程。下列说法正确的是（　　）
A．玻尔认为氢原子的能级是分立的
B．卢瑟福通过对阴极射线的研究发现了电子
C．汤姆孙提出了原子的核式结构模型
D．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了质子
5．下列关于物理学史和事实的说法正确的是（　　）
A．卢瑟福α粒子散射实验的规律说明原子很小
B．在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了导线通电时附近小磁针发生偏转的原因
D．汤姆生通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷
6．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图 中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是(　　)
A．1 305、25、7、1
B．202、405、625、825
C．1 202、1 010、723、203
D．1 202、1 305、723、203
7．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是　　
A．粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性
B．光电效应现象揭示了光具有粒子性
C．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D．处于基态的氢原子最不稳定
8．下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙发现了电子并提出了原子具有核式结构
B．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性
C．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的
D．处于基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=4的激发态后，可能辐射6种频率的光子
9．1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用粒子轰击金箔，研究粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．大部分粒子发生了大角度的偏转
B．粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．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．粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的
10．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近)，下列判断正确的是(　 　)
A．α粒子不带电或带负电
B．α粒子的加速度先变小后变大
C．电场力对α粒子先做正功后做负功
D．α粒子的动能先减小后增大
11．下列有关原子核和量子论初步的内容，正确的是　　
A．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显
B．卢瑟福用粒子散射实验证明了原子核内存在中子
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
D．某放射性元素经过3次衰变和2次衰变，变成一种新原子核，新原子核比原来的原子序数减小5
12．氢原子吸收一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确的是（　　）
A．电子绕核旋转的轨道半径增大 B．电子的动能会增大
C．氢原子的电势能减小 D．氢原子的能级减小
13．下图是卢瑟福的粒子散射实验装置示意图，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　）
A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C．粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D．只有少数的粒子发生大角度偏转
14．下列关于一些物理学史的说法中，正确的是
A．卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说
B．汤姆孙在粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说
15．已知X射线的“光子”不带电，假设阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是（　　）
A．阴极射线管内的高电压不能够对其加速而增加能量
B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转
C．阴极射线通过磁场方向一定不会发生改变
D．阴极射线通过偏转电场能够改变方向
二、解答题
16．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．B
【详解】
A．密立根通过油滴实验测得了元电荷的电量，选项A正确，不符合题意；
B．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，普朗克提出了能量子假说，选项B错误，符合题意；
C．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，发现阴极射线由带负电的粒子组成，选项C正确，不符合题意；
D．卢瑟福发现了质子，而查德威克用实验发现了中子的存在，此后卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项D正确，不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】
卢瑟福的原子核式结构学说的内容是：在原子的中心有一个很小的核，称为原子核；原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上；电子绕原子核做高速旋转。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构，卢瑟福的α粒子散射实验表明了原子的核式结构模型，选项A错误，C正确；玻尔在研究原子结构中运用了量子化观点，并没有提出电子云的观念，选项B错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加，选项D错误；故选C.
4．A
【详解】
A．玻尔认为氢原子的能级是分立的，A正确；
B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，B错误；
C．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，C错误；
D．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A.卢瑟福α粒子散射实验的规律说明了原子具有核式结构，故A项与题意不符；
B.光是一种几率波，在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子能到达机率很小的地方，故B项与题意不符；
C.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了导线通电时附近小磁针发生偏转的原因，故C项与题意不符；
D.汤姆生通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，故D项与题意不符．
6．A
【详解】
由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置闪烁此时最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转．符合该规律的数据只有A选项，A正确．
7．B
【解析】
卢瑟福的α粒子散射实验，让α粒子穿越原子，少数α粒子发生偏转，极少数α粒子发生大角度偏转，揭示了原子的核式结构，故A错误；光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B正确；紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，故C错误；处于基态的氢原子最稳定，故D错误．所以B正确，ACD错误．
8．C
【详解】
A．汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了原子具有核式结构，故A错误；
B．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，故B错误；
C．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，故C正确；
D．处于基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=4的激发态后，可能辐射3种频率的光子，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．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。故A错误；
B．α 粒子大角度散射是由于它受到原子核库仑斥力的作用，而不是与电子发生碰撞，故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，故C正确；
D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A、由于原子核带正电，原子核对粒子有排斥作用，故可知粒子带正电，故选项A错误；
B、根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此粒子加速度先增大后减小，故B错误；
C、粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故C错误，D正确．
点睛：本题借助粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能、加速度等物理量的变化情况，根据电场有关知识即可解答．
11．A
【解析】
【分析】
根据公式：即可判断出光子的能量与波长之间的关系；掌握衰变和衰变的衰变实质以及电荷数和质量数之间的关系；
【详解】
A．根据公式：可知，光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显，故A正确；
BC．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子的核式结构，故BC错误；
D．某放射性元素经过3次α衰变和2次β衰变，质子数减小2×3+1×2=4个，变成一种新原子核，新原子核比原来的原子序数减小4．故D错误．
【点睛】
考查光子的能量、α粒子散射实验的作用、α衰变与β衰变，结合这个过程中释放出的α粒子和β粒子，分析质子数和中子数的变化即可，注意减少的质子数等于减小的原子的序数．
12．A
【详解】
氢原子吸收一个光子后，由玻尔理论可知，由低能级跃迁到高能级，电子绕核旋转的轨道半径增大，电子的动能减小，氢原子的电势能增大，氢原子的能级增大。
故选A。
13．AD
【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），卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，A正确；
B．α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；
C．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，C错误；
D．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，D正确。
故选AD。
14．ACD
【详解】
A．卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说，选项A正确；
B．汤姆孙在研究阴极射线的实验中发现了电子，选项B错误；
C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，选项C正确；
D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说，选项D正确；
故选ACD.
15．ABC
【详解】
因为X射线的“光子”不带电，故电场、磁场对X射线不产生作用力。
故选ABC。
16．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。