5.2原子模型的提出同步训练（Word版含答案）

5.2原子模型的提出
一、选择题（共14题）
1．不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )
A．原子中心有一个很小的原子核
B．原子核是由质子和中子组成的
C．原子质量几乎全部集中在原子核内
D．原子的正电荷全部集中在原子核内
2．在α粒子散射实验中，使α粒子发生大角度偏转的力是（ ）
A．磁场力
B．电场力
C．万有引力
D．弹力
3．在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是(　　)
A．正电荷在原子中是均匀分布的
B．原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上
C．原子中存在带负电的电子
D．原子核中有中子存在
4．卢瑟福的粒子散射实验结果表明了（　　）
A．原子核是可分的 B．汤姆孙的“枣糕”模型是错误的
C．原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成 D．原子中的正电荷并非均匀分布
5．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是(　　)
A．证明了质子的存在
B．证明了原子核是由质子和中子组成的
C．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
D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动
6．在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生了大角度的偏转，其主要原因是（　　）
A．原子中有带负电的电子，电子会对粒子有引力的作用
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上
D．原子是可再分的
7．卢瑟福的粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况（ ）
A．原子内存在电子
B．原子的大小为m
C．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
8．在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域，不考虑其他原子核对粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是（　　）
A．一定在①区域 B．一定在②区域 C．可能在③区域 D．一定在④区域
9．在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回．假定一个速度为v的高速α粒子(He)与金原子核(Au)发生弹性正碰(碰撞前金原子核可认为是静止的)，则
A．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小
B．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的
C．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部
D．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4︰197
10．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粒子的运动轨迹，其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近)，下列判断正确的是(　 　)
A．α粒子不带电或带负电
B．α粒子的加速度先变小后变大
C．电场力对α粒子先做正功后做负功
D．α粒子的动能先减小后增大
11．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
12．英国物理学家卢瑟福通过粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构学说，该学说包括的内容有（ ）
A．原子的中心有一个很小的原子核
B．原子的全部正电荷集中在原子核内
C．原子的质量几乎全部集中在原子核内
D．原子是由质子和中子组成的
13．在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子
A．一直受到重金属原子核的斥力作用
B．动能不断减小
C．电势能先增大后减小
D．出现大角度偏转是与电子碰撞的结果
14．如图4为卢瑟福和他的同事们做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，下述说法中正确的是
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少
B．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
C．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位置时稍少些
D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
二、填空题
15．原子的核式结构模型是根据_________实验基础提出的，原子是由____和____组成的，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在_____里．
16．卢瑟福的原子核式结构模型认为，核外电子绕原子核做高速的圆周运动．设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，且核外电子离原子核最近的轨道半径为，经典物理学知识认为核外电子受到原子核对它的库仑力作用而做圆周运动，则氢原子的核外电子在此轨道上运动时的周期为___________s，速度为____________m/s．（电子的质量为）
17．关于卢瑟福的核式结构，判断下列说法的正误。
（1）汤姆孙的枣糕模型认为原子是一个球体，正电荷填充在整个球体内。( )
（2）α粒子散射实验证实了汤姆孙的葡萄干蛋糕原子模型。( )
（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。( )
（5）对于一般的原子，由于原子核很小，所以内部十分空旷。( )
18．卢瑟福通过______实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．如果用带箭头的四条线a、b、c、d来表示α粒子在下图所示的平面示意图中运动的可能轨迹．请在图中补充完成b和c两条α粒子运动的大致轨迹．
三、综合题
19．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。
20．（1）原子结构模型示意图如图所示。该模型中，电子绕原子核做匀速圆周运动，就像地球的卫星一样。观察图片，思考：电子做匀速圆周运动所需的向心力是什么力提供的？
（2）上述问题中电子能否看作点电荷？
21．如果α粒子以速度v与电子发生弹性碰撞（假定电子原来是静止的），则碰撞后α粒子的速度变化了多少？并由此说明原子中的电子不能使α粒子发生明显偏转的原因。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
试题分析：正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：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，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．
解：当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，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，但不能得到原子核内的组成，故B不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论，ACD可以．
本题选择不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论的，故选B．
2．B
【详解】
在α粒子散射实验中，有些α粒子发生大角度偏转是受到了原子核的作用力，即电场力，故B正确，ACD错误．
3．B
【详解】
少数α粒子大角度散射的原因是：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，α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型．故选项B正确，ACD三项错误．
4．B
【详解】
粒子散射实验并非证明原子是由什么构成的，而是证明了组成原子的正、负电荷在原子内部是如何分布的，由实验现象可知原子内部的正、负电荷并非均匀分布，证明了“枣糕”模型是错误的，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】
α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错；玻尔发现了电子轨道量子化，D错．
6．C
【详解】
粒子散射实验中，有少数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；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．C
【详解】
此实验不能说明原子内存在电子，故A错误；α粒子数射实验的结果，可知，原子核大小数量级为10-15m，故B错误；卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．故C正确．由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内．故D错误．故选C．
8．A
【详解】
卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，若在③④区域粒子轨迹将向上偏转，根据轨迹的弯曲方向知道排斥力向下，所以原子核一定在①区域，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．D
【详解】
α粒子在靠近金原子核的过程中，库仑力做负功，电势能逐渐增加，选项A错误；α粒子散射实验是原子的核式结构理论的基础，并不能说明原子核是由质子和中子组成的，选项B错误；α粒子散射实验说明带正电的物质分布在原子内部很小的区域内，即原子的内部有一个很小的原子核，选项C错误；α粒子在靠近金原子核的过程中，系统动量守恒，当它们的距离最小时，两者的速度相等，则α粒子与金原子核的动量大小之比等于质量之比，即为4:197，选项D正确；故选D.
10．D
【详解】
A．由于原子核带正电，原子核对粒子有排斥作用，故可知粒子带正电，故A错误；
B．根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此粒子加速度先增大后减小，故B错误；
CD．粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故C错误，D正确。
故选D。
11．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。
12．ABC
【详解】
卢瑟福和他的同事们所做的粒子散射实验装置示意图，此实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．其内容：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很小，运动方向改变小．只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此，原子全部的正电荷集中在原子核内，且几乎全部质量也集中在其内，故ABC正确，D错误；
13．AC
【详解】
A、α粒子和原子核均带正电荷，相互排斥，A正确；
B、C、D、少数α粒子发生了大角度偏转，α粒子与原子核先靠近后远离，故库仑斥力先做负功后做正功，根据功能关系，电势能先增加后减小，动能先减小后增加，BD错误；C正确；
故选AC．
14．BC
【详解】
放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多．说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷．故A错误；放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少．说明很少很少射线发生大角度的偏折．故B正确；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，可知原子内部带正电的体积小．故C正确；放在CD位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少．说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大．故D错误．故选BC．
15． a粒子散射 原子核 电子 原子核
【详解】
卢瑟福核式结构模型是根据a粒子散射实验提出的：原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的，原子核由质子和中子组成，质子带正电，电子带负电；原子核几乎集中了原子所有质量．
16．T=8.1×10 17s；v=4.1×106m/s
【详解】
根据，解得： ；根据 ，得 ．
17． 正确 错误 正确 错误 正确
【详解】
（1）汤姆逊提出的枣糕模型，认为电子和质子均匀分布在原子内，正电荷象枣糕中的枣一样均匀分布，故（1）正确；
（2）卢瑟福根据α散射实验提出了原子的核式结构，否定了汤姆孙的蛋糕模型，故（2）错误；
（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，故（3）正确；
（4）原子核的电荷数等于核中的质子数，故（4）错误；
（5）对于一般的原子，由于原子核很小，所以内部十分空旷，故（5）正确。
18．α粒子散射
【详解】
卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：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），据此可画出α粒子的运动轨迹．
19．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。
20．（1）原子核对电子的静电力提供；（2）能看作点电荷
【详解】
（1）电子做匀速圆周运动所需要的向心力是由原子核对电子的静电力提供的；
（2）由于电子离原子核的距离相对较远，故此时电子可以看作点电荷。
21．，见解析
【详解】
α粒子的质量大约是电子质量的7300倍，根据动量守恒定律及机械能守恒定律有
联立解得
，
其中
可求得
则α粒子速度改变量为
可知速度改变量非常小，电子不会使α粒子发生明显偏转。
答案第1页，共2页