4.3原子的核式结构模型同步过关练（word版含答案）

4.3 原子的核式结构模型 同步过关练
一、单选题
1．以下事实中证明了原子核具有复杂结构的是（　　）
A．粒子散射实验 B．天然放射现象的发现
C．阴极射线的发现 D．对阴极射线的进一步研究
2．现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
B．β衰变说明原子核内部存在自由电子
C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能
3．下列叙述中符合物理学史实的有 （ ）
A．汤姆生通过对伦琴射线的的研究，发现了电子，提出了原子的核式结构学说．
B．贝克勒尔发现了天然放射现象，从而认识到原子是可分的．
C．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了原子核中存在质子和中子．
D．居里夫妇发现了两种放射性很强的元素钋和镭
4．下列说法正确的是________（填选项前的字母）
A．汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型
B．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大
C．核力存在于原子核内所有核子之间
D．宁德核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能
5．二十世纪初，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
6．关于物理学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且通过实验证实了电磁波的存在
B．爱因斯坦的光电效应说明光具有波动性
C．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了“枣糕模型”
D．玻尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律
7．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是
A．英国物理学家牛顿在《两种新科学的对话》著作中提出了三条运动定律(即牛顿运动定律)
B．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体
C．英国物理学家库仑利用扭秤实验准确的测得了万有引力常量
D．英国物理学家密立根发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流
8．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)
A．光电效应实验 B．电子的发现 C．氢原子光谱的发现 D．α粒子散射实验
9．关于近代物理学史，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙发现电子后，猜测原子具有核式结构模型
B．卢瑟福通过α粒子的散射实验发现了电子的存在
C．玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子的发光现象
D．爱因斯坦在玻尔原子模型的基础上，提出了光子说
10．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（　　）
A．粒子散射现象 B．光电效应现象
C．黑体辐射现象 D．天然放射现象
二、多选题
11．下列说法正确的是（　　）
A．历史上首先发现电子的是美国物理学家汤姆孙
B．历史上首先发现质子的是英国物理学家卢瑟福
C．原子序数大于85的元素，都能自发地发出射线
D．各种原子的发射光谱都是连续谱
12．下列有关近代物理的说法正确的是（　　）
A．天然放射现象说明了原子核内部是有复杂结构的
B．阴极射线是带电粒子流
C．α粒子散射实验证明了原子的全部负电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里
D．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，该理论能解释所有原子光谱的实验规律
三、解答题
13．如图所示，光滑斜面(足够长)倾角为37°，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的2倍，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2)求：
(1)原来的电场强度；
(2)电场变化后小物块的加速度的大小和方向；
(3)电场变化后2 s内小物块电势能的变化量.
14．如图甲所示，真空中有一水平放置的薄壁圆柱管道，管道内直径，管道长度远大于内直径。高速电子流以m/s水平向右穿入管道左截面，管道内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度T。为了让电子匀速通过管道，现设法在管道内部再加上匀强电场。已知电子质量，电荷量C，电子重力可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应。求：
（1）管道内部所加电场的场强大小和方向；
（2）若撤去电场，在保留原磁场的情况下，假定水平电子流内电子分布均匀，试在图乙（管道左侧面）中画出所有能打到管壁上的电子的穿入区域，用阴影部分表示该区域并作必要的说明；
（3）如图丙所示，P点位于管道左侧面水平直径MN上，已知P点与圆心O距离cm。若撤去磁场，仅保留所加的电场，从P点射入的电子将打在管道内壁P1点，若撤去所加的电场，仅保留原磁场，从P点射入的电子将打在管道内壁P2点，P1 P2两点间的水平距离为多少。
四、填空题
15．（1）阴极射线：______发出的一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。
（2）汤姆孙的探究：根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带______（填“正电”或“负电”）的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。组成阴极射线的粒子被称为电子。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．粒子散射实验说明原子具有核式结构模型，A错误；
B．天然放射性现象的发现说明了原子核具有复杂结构，B正确；
CD．阴极射线的发现以及对阴极射线的进一步研究，说明原子具有复杂结构，CD错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．卢瑟福根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，不是汤姆逊，所以A错误；
B．β衰变放出的电子是由原子核里的中子转变而来，所以B错误；
C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为
发现了质子，所以C正确；
D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦的质能方程，可知应放出核能，所以D错误。
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
汤姆生通过对伦琴射线的的研究，发现了电子；卢瑟福提出了原子的核式结构学说，选项A错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，从而认识到原子核是可分的，选项B错误；卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了原子核中存在质子，查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，选项C错误；居里夫妇发现了两种放射性很强的元素钋和镭，选项D正确；故选D.
4．D
【解析】
【详解】
试题分析：汤姆孙发现电子，提出原子枣糕式结构模型，选项A错误；金属的逸出功由金属本身的性质来决定，与入射光的频率无关，选项B错误；核力是短程力，每个核子只跟它邻近的核子间存在核力作用．故C错误；宁德核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能，选项D正确；故选D.
考点：原子结构模型；核力；逸出功；重核裂变.
5．A
【解析】
【分析】
【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。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．爱因斯坦的光电效应说明光具有粒子性，B错误；
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了“枣糕模型”，C错误；
D．玻尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律，D正确。
故选D。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律，伽利略在《两种新科学的对话》著作中提力不是维持物体运动的原因，故A错误；
B．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，故B正确；
C．牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出，故C错误；
D．汤姆发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流，故D错误．
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
A：光电效应说明光具有粒子性，故A项错误．
B：电子的发现揭示了原子有复杂结构，故B项错误．
C：氢原子光谱的发现是玻尔模型提出的依据，故C项错误．
D：α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福据此提出了原子具有核式结构．故D项正确．
9．C
【解析】
【详解】
汤姆孙发现电子，卢瑟福通过α粒子的散射实验提出原子具有核式结构，故AB错误；玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子的发光现象，故C正确；为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，故D错误．所以C正确，ABD错误．
10．D
【解析】
【详解】
A．α 粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及核内部的变化，故A错误；
B．光电效应是原子核外电子脱离原子核束缚而逸出，没有涉及核内部的变化，故B错误；
C．黑体辐射现象是的辐射现象，没有涉及核内部的变化，故C错误；
D．天然放射现象是原子核内部发生变化，反应过程中核内核子数发生变化，故D正确。
故选D。
11．BC
【解析】
【详解】
A．历史上首先发现电子的是英国物理学家汤姆孙，故A错误；
B．历史上首先发现质子的是英国物理学家卢瑟福，故B正确；
C．原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，故C正确；
D．光谱还可能是线状的，故D错误。
故选择BC。
12．AB
【解析】
【详解】
A．天然放射现象说明了原子核内部有复杂结构，A正确；
B．汤姆孙发现了阴极射线是电子流，B正确；
C．α粒子散射实验证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里，C错误；
D．玻尔的原子理论只能解释氢原子的光谱，D错误。
故选AB。
13．(1)(2)6 m/s2，方向沿斜面向上(3)电势能减小了14.4mg焦耳
【解析】
【详解】
(1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，
则mgsin 37°=qEcos 37°，E=
(2)当场强变为原来的2倍时，小物块受到的合外力F合=2qEcos 37°－mgsin 37°=0.6mg，
又F合=ma，所以a=6m/s2，方向沿斜面向上
(3)由运动学公式 x=at2=×6×22m=12 m.
静电力做功W=2qExcos 37°=14.4mg焦耳
所以，电势能的变化量为-14.4mg焦耳，即电势能减小了14.4mg焦耳
14．（1）7.2×104V/m，方向竖直向下；（2）见解析；（3）
【解析】
【详解】
（1）当电子匀速通过管道时，根据平衡条件有
①
解得
②
由题意可知电子所受洛伦兹力竖直向下，所以电子所受电场力应竖直向上，即电场强度方向竖直向下。
（2）撤去电场，在保留原磁场的情况下，设电子做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有
③
解得
④
凡是在管道中能够做完整圆周运动的电子都打不到管壁上，换言之，电子入射位置到其正下方管壁的距离小于2r的电子都将打到管壁上，作出这些电子的穿入区域如图1中阴影所示，阴影的上边界为与管道半径相同的圆弧。
（3）若撤去磁场，仅保留所加的电场，从P点入射的电子将竖直向上偏转，设P1点在管道左端面的投影点为Q，如图2所示，根据几何关系可知P和P1之间的竖直距离为
⑤
电子做类平抛运动的加速度大小为
⑥
在竖直方向上有
⑦
在沿管道方向上有
⑧
联立⑤⑥⑦⑧解得
⑨
若撤去所加的电场，仅保留原磁场，电子向下偏转，设P2点在管道左端面的投影点为D，如图3所示，根据对称性可知
⑩
根据几何关系有

P1 、P2两点间的水平距离为

15． 阴极 负电
【解析】
【分析】
【详解】
略
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