5.2原子模型的提出课后练习-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
一、选择题（共14题）
1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献．下列叙述中符合物理学史实的是 ( )
A．安培在实验中首先发现电流的磁效应
B．法拉第发现了电磁感应现象
C．爱因斯坦通过对黑体辐射的研究引入了能量子
D．卢瑟福发现了电子，提出了原子的核式结构学说
2．如图所示为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法不正确的是（　　）
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
3．1911年，卢瑟福提出了原子核式结构模型。他提出这种模型的依据是（　　）
A． 粒子散射实验 B．光电效应实验 C．天然放射现象 D．核聚变反应
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．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
6．卢瑟福α粒子散射实验的结果证明了（ ）
A．质子的存在
B．原子核是由质子和中子组成的
C．电子只能在某些轨道上运动
D．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上
7．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
8．1909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“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。下列关于粒子穿过金箔后的描述中，正确的是（　　）
A．绝大多数粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B．少数粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C．通过粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为
D．通过粒子散射实验，卢瑟福建立了原子的枣糕结构模型
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．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
11．关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（　　）
A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进
B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上
C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论
D．α粒子散射实验说明原子中正电荷是均匀分布的
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
13．1897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
14．物理学的研究推动了科学技术的发展，促进了人类文明的进步。下列关于物理学史的说法正确的是
A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的“枣糕模型”
B．康普顿效应说明光子既有能量又有动量，证实了光的粒子性
C．密立根精确地测定电子的带电量1.6×10-19C
D．爱因斯坦发现了光电效应规律，首先提出了能量量子化的观点
二、填空题
15．判断下列说法的正误：
（1）汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转证明了阴极射线带正电；______
（2）电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值；______
（3）卢瑟福的核式结构模型认为原子中带正电的部分体积很小，电子在正电体外面运动；______
（4）原子核的电荷数等于核中的中子数。______
16．α粒子散射实验：
（1）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。
（2）实验现象：
①______的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿______的方向前进；
②______α粒子发生了______偏转；偏转的角度甚至______，它们几乎被“撞了回来”。
（3）实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了______模型。
（4）核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
17．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个______，______弥漫性地______在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
三、综合题
18．如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题：
（1）什么是α粒子？
（2）实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？
（3）实验现象如何？
（4）少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？
19．卢瑟福是怎样提出原子核式结构模型的？
20．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？
21．卢瑟福的粒子散射实验中选用金箔做实验的原因是什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A、 奥斯特在实验中首先发现电流的磁效应，A错误；
B、电磁感应现象法拉第发现的，B正确；
C、普朗克通过对黑体辐射的研究引入了能量子，C错误；
D、汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构学说，D错误；
故选B．
2．C
【详解】
A．根据α粒子散射实验的现象，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到的闪光次数最多，故A正确；
BCD．少数α粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光次数会逐渐减少，故BD正确，C错误。
本题选说法不正确的，故选C。
3．A
【详解】
1911年，通过 粒子散射实验，卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子核式结构模型。
故选A。
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．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。
6．D
【详解】
试题分析：卢瑟福α粒子散射实验的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来．根据这个事实,卢瑟福建立了原子的核式结构模型,所以D正确．
7．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。
8．C
【详解】
AB．卢瑟福“粒子散射实验”结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，故AB错误；
C．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C正确；
D．通过α粒子散射实验，卢瑟福否定了原子的枣糕结构模型，建立了原子的核式结构模型，故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．D
【详解】
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。
11．D
【详解】
A．α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过，故A正确；
BD．α粒子散射实验中，只有少数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；二是这一粒子带有全部的正电荷；三是这一粒子的体积很小，故B正确，D错误；
C．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故C正确。
本题选不正确的，故选D。
12．D
【详解】
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．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。
14．BC
【详解】
A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误；
B．康普顿效应说明光子既有能量又有动量，证实了光的粒子性，选项B正确；
C．密立根精确地测定电子的带电量1.6×10-19C，选项C正确；
D．爱因斯坦发现了光电效应规律，普朗克首先提出了能量量子化的观点，选项D错误。
故选BC。
15． （×） （×） （√） （×）
16． α粒子源 金箔 真空 绝大多数 原来 少数 大角度 大于90° 核式结构
17． 球体 正电荷 均匀分布
18．（1）α粒子（He）是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核．质量是电子质量的7300倍．
（2）①α粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子．
②带荧光屏的放大镜：观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光．
实验过程：α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．带有显微镜的荧光屏可以沿题图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目．
（3）α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.
（4）α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．
19．1909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。
20．（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
21．粒子散射实验中，选用金箔的原因主要有以下几个方面：1）金具有很好的延展性，可以制成很薄的金箔，便于粒子穿过；2）金原子核质量大，被粒子轰击后不易移动；3）金原子核半径大，易形成大角度散射，便于观察。