5.2原子模型的提出 自主提升过关练（word含解析）

5.2原子模型的提出 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．以下关于物理学史和物理学方法叙述正确的是（ ）
A．物理学定义瞬时速度的概念应用了极限思想的方法
B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并通过实验进行了验证
C．康普顿效应说明光具有波动性
D．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核内部有复杂的结构
2．下列说法正确的是（　　）
A．阴极射线是高速的质子流
B．阴极射线可以用人眼直接观察到
C．阴极射线是高速运动的电子流
D．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在核内
3．如图所示，这是卢瑟福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．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
B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
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
4．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
5．有关物理学史的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．年轻的爱因斯坦最早认识到能量子的意义
B．法拉第发现了电磁感应现象，并得出了法拉第电磁感应定律
C．为了研究自由落体运动，伽利略建立了平均速度、加速度和力等概念
D．汤姆逊发现了电子，并提出了原子核式结构
6．如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α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．该实验证实了原子的枣糕模型的正确性
B．只有少数的α粒子发生大角度偏转
C．根据该实验估算出原子核的半径约为10－10 m
D．α粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转
7．在粒子散射实验中，当粒子最接近金原子核时，符合下列哪种情况（　　）
A．动能最小
B．电势能最小
C．粒子和金原子核组成的系统的能量最小
D．加速度最小
8．根据粒子散射实验，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粒子散射图景。图中实线表示粒子的运动轨迹。则关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．图中大角度偏转的粒子的电势能先减小后增大
B．图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核发生了碰撞
C．绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小
D．根据粒子散射实验不可以估算原子核大小
9．关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．绝大多数粒子经过金箔后，发生了角度大的偏转
B．粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大
D．对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
10．天然放射现象揭示了
A．原子不可再分
B．原子核还可再分
C．原子是核式结构的
D．原子核是由质子和中子组成的
11．物理学推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学发展过程的认识，下列说法中正确的是
A．牛顿应用“理想斜面实验”推翻亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的
C．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律
D．英国科学家法拉第心系“磁生电”思想是受到了安培发现电流的磁效应的启发
12．如图所示为粒子散射实验装置图，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符合事实的是
A．1305、25、7、1
B．202、405、605、203
C．1202、1010、723、203
D．1202、1305、723、203
13．关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的放大镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对粒子源发出的射线方向上才有闪光
14．在α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受到原子核的引力作用
B．α粒子一直受到原子核的斥力作用
C．α粒子在靠近原子核的过程中，α粒子和原子核组成的系统能量不变
D．α粒子一直受到库仑斥力，速度先减小后增大
15．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律后，用实验的方法测出了引力常量G的数值
B．伽利略用理想实验证明了力是维持物体运动的原因
C．赫兹用实验证明了电磁波的存在
D．楞次总结得出了感应电流的产生条件
E.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在
F.卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型
G.卡文迪许利用扭秤测出了静电力常量k的数值
二、解答题
16．去图书馆或上网查阅资料，了解人类探索原子结构的历史及有关经典实验，写出报告，与同学们交流。
17．粒子散射实验是让粒子射向金箔去碰撞金原子，结果发现：大部分粒子穿过金箔后不发生偏转，少数粒子发生偏转，有的偏转角很大。
（1）为什么有的粒子会发生大角度的偏转？
（2）已知金的原子序数为79，当粒子距金原子中心为时受到的库仑力多大？
参考答案
1．A
【详解】
A．速度定义式为，采用极限的思想，当非常小趋近于零时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，故A正确；
B．伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论，故B错误；
C．康普顿效应说明光具有粒子性，故C错误；
D．卢瑟福根据粒子散射实验结果，提出原子核式结构学说，说明原子内部有复杂结构，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】
ABC．阴极射线是高速运动的电子流，人们只有借助于它与物质相互撞击时，使一些物质发出荧光等现象才能观察到，故A、B错误，C正确。
D．汤姆孙发现了电子，知道电子是原子的组成部分，提出了枣糕模型，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
AB．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷，故AB错误；
C．选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；
D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
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。
5．A
【详解】
A．爱因斯坦最早把能量子引入的物理学，并成功解释光电效应，故A正确；
B．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯得出了法拉第电磁感应定律，故B错误；
C．伽利略用独特的方法进行了“理想斜面实验”建立了平均速度、加速度和瞬时速度等概念，故C错误；
D．汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出了原子核式结构，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】
AB．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)，粒子散射实验现象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，故A错误B正确；
C．通过α粒子散射实验估算出原子核半径数量级约为10-15m，故C错误；
D．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和金原子的原子核发生碰撞的结果，与电子碰撞时不会发生大角度的偏转，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
AD．粒子带正电，金原子核也带正电，二者互相排斥，因此距离越近，速度越小，距离最近的时候动能最小，库仑力最大，万有引力也最大，所以加速度也最大，A正确，D错误；
B．全程库仑力做负功，因此电势能增加，距离最近时达到最大值，故B错误；
C．粒子和金原子核组成的系统的能量不变，故C错误；
故选A。
【点睛】
.
8．C
【详解】
A．题图中大角度偏转的粒子所受的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；
B．题图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，阻碍粒子运动，但是并没有发生碰撞，B错误；
C．绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小，C正确；
D．根据粒子散射实验可以估算原子核大小，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．绝大多数粒子经过金箔后，方向不发生改变，只有少数的发生了角度大的偏转，选项A错误；
B．粒子在接近原子核的过程中，静电斥力做负功，则动能减少，电势能增加，选项B错误；
C．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正确。
故选D。
10．B
【详解】
天然放射现象是由原子核发生的反应，揭示了原子核还可再分，B正确，A、C、D错．
11．C
【详解】
A项：伽利略应用“理想斜面实验”推翻亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点，故A错误；
B项：卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构，故B错误；
C项：牛顿将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动，根据开普勒第三定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律结合发现了万有引力定律，故C正确；
D项：英国科学家法拉第提出“磁生电”思想是受到奥斯特发现在电生磁的现象的启发，故D错误．
点晴：本题主要考查了有关电学的物理学史，了解物理学家的探索过程，从而培养学习物理的兴趣和为科学的奉献精神，对类似知识要加强记忆．
12．A
【详解】
试题分析：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．故A正确，BCD错误．故选A．
考点：α粒子散射实验
【名师点睛】由α粒子的散射实验可知，原子内部的结构：中心有一个很小的核，全部正电荷及几乎全部的质量都集中在里面，外面自由电子绕核高速旋转，知道α粒子的散射实验的结果．
13．ABC
【详解】
A．由于粒子有很强的电离作用，但穿透能力较差，所以该实验要在真空中进行，A正确；
BCD．粒子打在荧光屏上会有闪光，为了观察大角度散射，带有荧光屏的放大镜可以在水平面内的不同方向上移动，D错误，BC正确。
故选ABC。
14．BCD
【详解】
AB．α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A错误，B正确；
CD．α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，二者组成的系统能量不变，故CD正确。
故选BCD。
15．CEF
【详解】
牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许用实验的方法测出了引力常量G的数值，AG错误；伽利略用实验证明了力不是使物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，B错误；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，CE正确；法拉第总结得出了感应电流的产生条件，D错误；卢瑟福根据粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，故F正确．
16．见解析
【详解】
古希腊的哲学家德谟克利特通过对物体分割提出物质只能分割到极小的被称为“原子”的微粒组成；道尔顿在十九世纪初提出物质世界的最小单位为原子，原子是单一的、独立的、不可分割的，在化学变化中保持着稳定的状态，提出实心球模型，发展了古希腊的原子学说。
1869年德国科学家希托夫发现阴极射线，汤姆生对阴极射线的研究，发现了电子，根据通常情况下原子是不带电的，原子能向外发射电子说明原子内部还有结构，汤姆生提出枣糕式结构模型，认为原子含有均匀带正电的球，电子在球上是均匀分布的，这种模型能够解释阴极射线以及金属在紫外光照射下发射电子的事买。
在汤姆生的指导下，他的学生卢瑟福在研究放射性吸收实验时发现了粒子，1910年卢瑟福用粒子轰击金箔时发现穿过金箔后几乎沿原来方向传播，这与汤姆生的原子结构理论相符，但多次研究，却发现射向金箔的粒子有极少数反弹了回来，这用汤姆生的结构模型无法解释，通过计算得到原子质量应该集中在一个很小的核中，从而提出原子的核式结构模型，这就是著名的粒子散射实验。
卢瑟福提出原子的核式结构模型后，人们对原子结构的稳定性及原子发光问题提出疑问，玻尔在核式结构模型的基础上，引进量子化观点，提出了电子的量子化轨道观点，引入了定态、能级、跃迁概念，解决了原子结构的稳定性问题。奥地利物理学家从统计理论的几率说提出电子云模型。
由于原子核的质量和带电量不成正比，通过对放射性的研究，人们发现原子核也会具有复杂的结构。1919年，卢瑟福用粒子轰击氮原子核，发现质子，1932年，查德威克发现中子，证实了原子核由质子和中子组成。
人类对原子结构的认识是逐渐深入的，都是建立在实验研究的基础上的。汤姆生、卢瑟福、波尔都是诺贝尔奖获得者，他们勇于怀疑科学上的定论，不迷信权威，为科学的发展作出重大贡献，自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。
17．（1）见解析；（2）3.6N
【详解】
（1）由于原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内，只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大的库仑力作用而发生大角度的偏转，但原子核在原子内只占非常小的空间，原子内绝大部分空间里分布的是电子，而粒子的质量远大于电子的质量，即电子对粒子的影响很小，所以绝大多数粒子离核很远，受到的库仑力小，基本上是按直线前进，只有极少数粒子离核较近，所受斥力较大而发生大角度偏转。
（2）金原子核所带的电荷量为
粒子所带的电荷量为
当时，根据库仑定律，可得粒子受到的库仑力大小为