4.3原子的核式结构模型 学科素养提升练（word版含答案）

4.3原子的核式结构模型 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　）
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的
B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的
C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的
2．1909年，英籍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属箔前后的运动情形如图所示，下列关于该实验的描述正确的是（　　）
A．“α粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转
B．“α粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小
C．根据α粒子散射实验不可以估算原子核的大小
D．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
3．下列说法中正确的是（　　）
A．水很难被压缩，这是因为水分子间没有空隙
B．被毛皮摩擦过的橡胶棒吸引的小球可能不带电
C．卢瑟福的原子核依据式模型理论，在原子中绕核高速旋转的是质子
D．花开的季节，走近花园就能闻到扑鼻的花香，这是因为分子之间存在引力
4．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　）
A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
5．如图所示为α粒子散射实验装置的示意图，显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的“枣糕”式放射源金箔荧光屏
B．相同时间内，在A位置观察到屏上的闪光次数多于B位置
C．少数α粒子发生大角度偏转是由于它们跟电子发生了碰撞
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10-15m
6．如图所示，高速运动的粒子被位于点的重原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，、和为轨迹上的三点，点离核最近，点比点离核更远，则（　　）
A．粒子在点的速率比在点的大
B．三点中，粒子在点的电势能最大
C．在重核产生的电场中，点的电势比点的低
D．粒子从点运动到点，电场力对它做的总功为负功
7．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略开创了将实验和逻辑推理相结合的研究方法
B．库仑最早用实验测得元电荷e的数值
C．牛顿最先通过实验测出了引力常量G的数值
D．汤姆孙通过对天然放射现象的研究发现了电子
8．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
9．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粒子运动轨迹。下列说法正确的是：（　　）
A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较小
C．α粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大
D．α粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小
10．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
11．物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中正确的是（ ）
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型
C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应
D．玻尔首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念
12．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿用实验证明了牛顿第一定律
B．爱因斯坦通过解释光电效应现象，得出光具有波动性
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了衰变现象
D．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量
13．对原子的认识，正确的是（　　）
A．原子由原子核和核外电子组成
B．原子核的质量就是原子的质量
C．原子核的电荷数就是核中的质子数
D．原子序数等于核电荷数与电子电荷量大小的比值
14．下列属于卢瑟福原子核式结构理论的是（　　）
A．原子的中心有个核，叫作原子核
B．原子正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
15．在对粒子散射实验的现象分析时，我们并没有考虑粒子跟电子碰撞，这是因为　　
A．粒子跟电子碰撞时，损失的能量很小，可以忽略
B．电子体积非常小，粒子碰不到它
C．粒子跟各子碰撞的效果相互抵消
D．粒子跟电碰撞时，动量几乎不改变
二、解答题
16．请叙述：卢瑟福的原子模型与汤姆孙的原子模型的主要区别是什么？卢瑟福实验中少数粒子大角度偏转的原因是什么？
17．氢原子内有一个氢原子核和一核外电子，电子和原子核都带一个元电荷，电子带负电，原子核带正电，电子质量为m，设电子绕原子核运动的轨道半径为r，求：
（1）电子的运动周期；
（2）电子的动能Ek；
（3）等效电流的大小.
试卷第页，共页
参考答案：
1．D
【解析】
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，A错误；
B．原子的核式结构是卢瑟福通过粒子的散射实验才提出的，B错误；
C．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C错误；
D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的，D正确。
故选D。
2．B
【解析】
A．“α粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子基本上仍沿原来的方向前进，有少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，故A错误；
B．“α粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小，这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力，才可能使α粒子发生大角度的偏转，故B正确；
C．原子核的半径是无法直接测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估计核半径的最简单的方法，故C错误；
D．该实验否定了汤姆孙原子模型的正确性，故D错误。
故选B。
3．B
【解析】
A．水很难被压缩，是因为水分子间存在着斥力，不是因为没有空隙，故A错误；
B．被毛皮摩擦过的橡胶棒带了负电，可以吸引轻小物体，因此吸引的小球可能不带电，故B正确；
C．卢瑟福的原子核依据式模型理论，在原子中绕核高速旋转的是电子，故C错误；
D．花开的季节，走近围墙就能闻到扑鼻的花香，说明分子在不停地做无规则的运动，而不能说明分子之间存在引力，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】
A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；
B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的，故B正确；
C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C正确；
D．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D错误。
本题选不正确项，故选D。
5．D
【解析】
A．汤姆孙首先发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型。卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说。故A错误；
B．α粒子散射实验，多数射线基本不偏折，少数发生较大角度的偏转，个别的粒子几乎被反射回来。故相同时间内，在A位置观察到屏上的闪光次数少于B位置。故B错误；
C．少数α粒子发生大角度偏转，主要原因是α粒子撞击到金原子后，因库仑力作用，且金原子核质量较大，从而出现的反弹。故C错误；
D．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，故D正确。
故选D。
6．B
【解析】
B．重原子核与粒子之间电场力为斥力，所以粒子从Q运动到M过程中，电场力先做负功后做正功，所以粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小，所以N点电势能最大，则B正确；
C．重原子核带正电，根据正点电荷的等势面的分布可知，粒子在离原子核越远的点，其电势越低，所以在重核周围产生的电场中，点的电势比点的低，则C错误；
AD．粒子从点运动到点，根据
由于点的电势比点的低，即 ，则电场力对它做的总功为正功，所以粒子动能增大，则粒子在点的速率比在点的小，所以AD错误；
故选B。
7．A
【解析】
A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，故A正确；
B．美国物理学家密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量G的数值，故C错误；
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故D错误。
故选A。
8．A
【解析】
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。
9．D
【解析】
A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构，汤姆孙发现了电子，故A错误；
BCD．α粒子在接近金原子核的过程中，斥力越来越大，加速度越来越大，做负功；在远离金原子核的过程中，斥力越来越小，加速度越来越小，斥力做正功，故D正确，BC错误。
故选D。
10．A
【解析】
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。
11．B
【解析】
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，A错误；
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型，B正确；
C．爱因斯坦提出了光量子理论成功解释了光电效应，但不是爱因斯坦发现了光电效应，C错误；
D．普朗克最早提出了量子化理论，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念。D错误。
故选B。
12．D
【解析】
A．牛顿第一定律为理想实验定律，牛顿总结了前人的经验，包括伽利略的斜面实验，指出了物体运动的原因，即牛顿第一定律。故A错误；
B．爱因斯坦通过解释光电效应现象，得出光具有粒子性。故B错误；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了核式结构模型。故C错误；
D．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量。故D正确。
故选D。
13．ACD
【解析】
A．原子由原子核和核外电子组成，选项A正确；
B．原子核的质量与电子的质量和就是原子的质量，选项B错误；
C．原子核的电荷数就是核中的质子数，选项C正确；
D．原子序数等于核电荷数与电子电荷量大小的比值，选项D正确。
故选ACD。
14．ACD
【解析】
当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核远，则粒子受到的库仑斥力小，运动方向改变小。只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大的库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很小，所以只有极少数粒子发生大角度的偏转，而绝大多数基本按直线前进，为了解释粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子在核外绕原子核旋转。故ACD正确。
故选ACD。
15．AD
【解析】
卢瑟福在分析粒子散射实验现象时，认为电子不会对粒子偏转产生影响，其主要原因是电子的质量很小，粒子与电子发生的相互作用可以忽略，就算碰到，粒子跟电碰撞时，动量几乎不改变，损失的能量也很小，可以忽略，不会引起明显的偏转，AD正确，BC错误．
故选AD。
16．见解析
【解析】
（1）汤姆孙原子模型认为原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像蛋糕里的葡萄干那样镶嵌在原子里面。而卢瑟福的原子模型认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
（2）根据卢瑟福的模型，由于原子核很小，粒子穿过原子时十分接近核的机会很少，绝大多数粒子离核较远，受到的库仑斥力小，所以基本上仍按直线方向前进；但是仍有极少数的粒子，它们可以十分接近核。由于金原子的全部正电荷都集中在原子核中，这一部分的粒子就会受到很大的库仑斥力，从而发生大角度偏转。
17．（）；（）；（）
【解析】
(1)库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，即有：
解之得电子做匀速圆周运动的速度
由于做匀速圆周运动的周期：
由以上三式得电子绕核运动的周期：
(2)根据牛顿第二定律得：
电子的动能为：
联立两式得：
(3)电流
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