5.2原子模型的提出 课时提升练—2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

5.2原子模型的提出 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．关于粒子散射实验，下列说法错误的是（　　）
A．粒子离开原子核的过程中，动能增加
B．粒子在接近原子核的过程中，动能减少
C．绝大多数粒子经过金箔后，发生了大角度的偏转
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
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．下列有关物理学史的说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦首先把能量子的概念引入到了物理学，并成功的解释了光电效应现象
B．法拉第发现了电流的磁效应，并得出了法拉第电磁感应定律
C．汤姆生发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
D．伽利略用独特的方法进行了“理想斜面实验”并提出了平均速度、瞬时速度和加速度的概念
4．在粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电子的碰撞，其原因是（　　）
A．粒子不跟电子发生相互作用
B．粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略
C．电子的体积很小，粒子不会跟电子相碰
D．由于电子是均匀分布的，粒子所受电子作用的合力为零
5．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
6．下列说法中正确的是（　　）
A．汤姆孙发现电子，并测定了电子的电荷量
B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”
C．核反应U→Th＋X中，X代表的是α粒子，该过程表示α衰变
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
7．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。下列说法中正确的是（　　）
A．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
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几乎一样多
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．卢瑟福通过该实验得到了原子的“枣糕模型”
8．二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（ ）
A．α粒子散射实验 B．发现质子的实验
C．发现电子的实验 D．发现中子的实验
9．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
10．关于近代物理，下列说法正确的是（　　）
A．根据α粒子散射实验数据可以估算原子核的半径大小
B．光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著
C．当入射光照射某金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
D．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射因此肉眼看不到黑体
11．1909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。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子发生了较大角度的偏转
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带正电部分的体积很小，但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
12．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
13．粒子散射实验是一个著名物理实验。粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．使粒子发生明显偏转的力是原子核对粒子的静电引力
B．大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进
C．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷和几乎全部质量
D．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
14．1897年英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是（　　）
A．任何物质中均有电子
B．不同物质中具有不同性质的电子
C．电子质量是质子质量的1 836倍
D．电子是一种粒子，是比原子更基本的物质单元
15．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
二、解答题
16．卢瑟福是怎样提出原子核式结构模型的？
17．J．J．汤姆孙发现了电子，从而证明原子内部有带负电的电子，但原子是中性的，所以必定还有带正电的部分，这些正电荷具有什么性质？它们是怎样分布的？正、负电荷之间如何相互作用？原子内究竟有多少电子？电子的数目如何决定？怎样才能保持原子的稳定状态？面对这些问题，物理学家们根据自己的实践和见解，从不同的角度提出了各种不同的模型，经过实践的检验，有的成功，有的失败。
请你查阅文献，选取一些有代表性的例子来说明原子模型的历史演变过程。
参考答案
1．C
【详解】
A．粒子离开原子核的过程中，由于原子核与粒子都带正电，离开时电场力做正功，所以动能增加，则A正确，不符合题意；
B．粒子在接近原子核的过程中，由于原子核与粒子都带正电，接近时电场力做负功，所以动能减少，则B正确，不符合题意；
C．绝大多数粒子经过金箔后，没有发生偏转，所以C错误，符合题意；
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，则D正确，不符合题意；
故选C。
2．B
【详解】
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．D
【详解】
A．普朗克最早引入了能量子概念，爱因斯坦引用了能量子概念，提出来光子说，并成功解释了光电效应现象，故A错误；
B．法拉第发现了磁生电的现象，纽曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律，故B错误；
C．汤姆生发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故C错误。
D．伽利略用独特的方法进行了“理想斜面实验”并提出了平均速度、瞬时速度和加速度的概念，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，认为电子不会对α粒子偏转产生影响，其主要原因是电子的质量很小，电子分布不均匀，只是α粒子与电子发生的相互作用可以忽略，就算α粒子碰到电子时，损失的能量极少，可以忽略，不会引起明显的偏转。
故选B。
5．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。
6．C
【详解】
A．汤姆孙发现电子，密立根测定了电子的电荷量，选项A错误；
B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构理论，选项B错误；
C．核反应U→Th＋X中，X质量数为4，电荷数为2，代表的是α粒子，该过程表示α衰变，选项C正确；
D．根据德布罗意波长表达式
动量相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等，选项D错误。
故选C。
7．C
【详解】
AB．在B位置进行观察时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，而在A位置时进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，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．卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
此实验装置是卢瑟福所做的α粒子散射实验的实验装置；根据此实验的结论，卢瑟福建立了原子的核式结构理论。
故选A。
9．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。
10．A
【详解】
A．根据α粒子散射实验数据可以估算原子核的半径大小，A正确；
B．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著，B错误；
C．当入射光照射某金属发生光电效应时，根据
光电子的最大初动能与入射光子的频率成线性关系，不是成正比，C错误；
D．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射光，肉眼能看到黑体，D错误。
故选A。
11．C
【详解】
A．在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子方向不发生改变，只有少数的α粒子发生了较大角度的偏转，选项A错误；
B．α粒子大角度散射是由于它受到了金原子核的静电斥力作用所导致的，选项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粒子散射实验可以估算出原子核半径的数量级是10-15m，故D错误。
故选C。
12．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。
13．BCD
【详解】
A．使粒子发生明显偏转的力是原子核对粒子的静电斥力，A错误；
B．原子内大部分地方是空旷的，故大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，B正确；
C．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷和几乎全部质量，C正确；
D．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，D正确。
故选BCD。
14．AD
【详解】
A．电子是构成物质的基本粒子，任何物质中均有电子，选项A正确；
B．电子的性质均一样，选项B错误；
C．质子质量是电子质量的1 836倍，选项C错误；
D．电子是一种粒子，是比原子更基本的物质单元，选项D正确。
故选AD。
15．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。
16．见解析
【详解】
1909年，英国物理学家卢瑟福为了检验汤姆生枣糕模型的正确性，指导他的助手盖革和马斯登设计了一个引人注目的实验——粒子散射实验。
实验表明，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子却发生了较大的偏转，有的粒子偏转角超过，极少数粒子甚至被反弹回来，粒子散射实验中的粒子大角度偏转出人意料，卢瑟福感到十分惊奇，他对实验结果进行计算分析，得出结论是：除非原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，粒子的大角度散射是不可能的，卢瑟福在这个实验的基础上，于1911年提出了他的原子核式结构模型。
17．见解析
【详解】
早在几千年前，人们就有物质是由离散单元组成且能任意分割的概念，这些想法只是基于抽象的，哲学上的推理而非实验观察。关于原子模型的历史演变经历数个发展阶段。1808年由道尔顿提出了道尔顿模型：原子是一个坚硬的小球。随后1879年汤姆生提出汤姆生模型：认为原子是球体，带正电的物质均匀地分布于球体内，带负电的电子一颗一颗地镶嵌在球内各处的一个个同心环上，第一个环上可放5个电子，第二个环上可放10个，……原子中正负电荷总量相等。1911年卢瑟福提出了卢瑟福模型：认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。
1913年波尔提出了波尔模型：电子不是随意占据在原子核的周围，而是在固定的层面上运动，当电子从一个层面跃迁到另一个层面时，原子便吸收或释放能量，20世纪20年代以来形成了电子云模型：电子围绕电原子核运动形成一个带负电荷的云团，但不能精确测定电子的确切位置。