4.3 原子的核式结构模型 章节练习（Word版含答案）

4.3、原子的核式结构模型
一、单选题
1．卢瑟福的α粒子散射实验的结果（ ）
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．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动
D．说明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上
2．下列有关物理史实的说法中，正确的是（　　）
A．安培发现了电流的磁效应
B．库仑利用油滴实验测定了元电荷的数值
C．玻尔基于α粒子散射实验的事实，提出了原子的“核式结构模型”
D．爱因斯坦引入了光量子概念，建立了光电效应方程，成功解释了光电效应现象
3．α粒子散射实验中，α粒子经过某一原子核附近时的两种径迹如图所示。虚线为原子核的等势面，α粒子以相同的速率经过电场中的A处后，沿不同的径迹1和2运动，由径迹不能断定的是（　　）
A．原子核带正电
B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质
C．粒子在径迹1中的动能先减小后增大
D．经过B、C两点，两粒子的速率相等
4．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
5．在物理学的发展史中，重要实验对物理学的发展有着关键性作用，下列关于物理学家、物理实验及其作用的描述中正确的是
A．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
B．科学家发现的光电效应现象证明光具有波粒二象性
C．卢瑟福对阴极射线的研究发现了电子，进一步实验证明电子是原子的组成部分
D．密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量
6．在粒子散射实验中，电子对粒子运动的影响可以忽略，这是因为与粒子相比，电子
A．电量太小 B．速度太小 C．体积太小 D．质量太小
7．关于物理学家对物理学发展做出的突出贡献，以下说法中正确的是：
A．法拉第发现了电磁感应现象并首先提出了电磁感应的相关规律
B．爱因斯坦首先发现了光电效应现象并用光电效应方程来解释它
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在并首先捕捉到了它
D．卢瑟福首先提出了原子的核式结构模型并发现了质子
8．有些物理规律的发现，是先通过推理分析建立理论，后来才由实验加以验证确认．在物理学发展史上，下列说法符合上述情况的是
A．牛顿发现了万有引力定律，后来卡文迪许用扭秤测出了两个铅球之间的万有引力，并推算出引力常量的数值
B．爱因斯坦提出了光子说，据此理论后来发现了光电效应现象
C．麦克斯韦提出电磁场理论并预言存在电磁波，后来法拉第用实验证实了电磁波的存在
D．汤姆孙提出原子的核式结构模型，后来被卢瑟福用α粒子散射实验所证实
9．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　）
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．光电效应实验说明了光具有粒子性
C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间
10．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中实线所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过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该粒子的作用，那么该原子核可能位于
A．①区域 B．②区域 C．③区域 D．④区域
11．当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．粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用
B．粒子一直受到原子核的斥力作用
C．粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用
D．粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小
12．在人类对物质结构与物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、小心求证，取得了辉煌的成就。下列描述中正确的是（　　）
A．伽利略猜想自由落体运动的位移与时间的平方成正比，牛顿通过斜面实验并合理外推
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许进行了“月一地”检验
C．汤姆逊发现电子并提出原子核式结构，卢瑟福通过粒子散射实验进行了证实
D．麦克斯韦预言了变化的电场或磁场会产生电磁波，赫兹在实验室证实了电磁波的存在
13．物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中正确的是（ ）
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型
C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应
D．玻尔首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念
二、多选题
14．以下说法符合物理学史的是_______（填正确的答案标号）
A．康普顿引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
B．康普顿效应表明光子具有能量
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
D．汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
E．为了解释黑体辐射规律，康普顿提出了电磁辐射的能量是量子化的
15．下列说法中，正确的是（　　）
A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量
B．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的
C．汤姆孙油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍
D．通过实验测得电子的比荷及电子电荷量e的值，就可以确定电子的的质量
16．在物理学的发展过程中，许多物理学家提出的理论和假设推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史实的是（　　）
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子并建立了原子的“枣糕”模型
B．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
C．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的
D．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性
三、填空题
17．卢瑟福提出的原子核式结构学说能很好地解释粒子散射实验，当粒子在离核较远处穿过原子时，因为________________，所以它们几乎不发生偏转；而当粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为________________，所以它们会发生大角度的偏转；如果粒子碰到电子，因为________________，所以几乎不影响粒子的运动轨迹.
18．（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。
19．1904年汤姆孙首先提出了原子的______________模型。
20．1897年,英国物理学家汤姆孙发现了_______________,使人们进一步认识到原子不是组成物质的最小单位,它是有内部结构的。
四、解答题
21．卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的依据是什么？
22．加在阴极射线管内两个电极之间的电压为，如果电子离开阴极表面时的速度为0，试求电子到达阳极时的速度。
23．
19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点。一种观点认为阴极射线是电磁辐射，另一种观点认为阴极射线是带电粒子。1897年，汤姆孙判断出该射线的电性，并求出了这种粒子的比荷，为确定阴极射线的本质做出了重要贡献。假设你是当年“阴极射线是带电粒子”观点的支持者，请回答下列问题：
（1）如图所示的真空玻璃管内，阴极发出的粒子经加速后形成一束很细的射线，以平行于金属板、的速度沿板间轴线进入、间的区域，若两极板、间无电压、粒子将打在荧光屏上点。如何判断射线粒子的电性？
（2）已知、间的距离为，在、间施加电压，使极板的电势高于极板，同时在极板间施加一个磁感应强度大小为的匀强磁场，可以保持射线依然打到点。求该匀强磁场的方向和此时射线粒子的速度的大小。
（3）撤去（2）中的磁场，、间的电压仍为，射线打在屏上点。已知极板的长度为，极板区的中点到荧光屏中点的距离为，到的距离为。试求射线粒子的比荷。
五、作图题
24．卢瑟福通过α粒子轰击金箔的实验中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．左下平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
此实验不能说明质子的存在，故A错误；此实验不能说明原子核的构成，故B错误；此实验不能说原子中的电子的运动情况．故D错误；α粒子散射实验中大多数α粒子通过金箔后仍沿原来的方向前进，只有少数的发生了偏转，极少数的超过了90°，有的超过了180°甚至被弹了回来，说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上．故D正确．故选D．
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；
B．密立根利用油滴实验测定了元电荷的数值，选项B错误；
C．卢瑟福于α粒子散射实验的事实，提出了原子的“核式结构模型”，选项C错误；
D．爱因斯坦引入了光量子概念，建立了光电效应方程，成功解释了光电效应现象，选项D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．两个径迹都显示α粒子受到的是斥力，所以原子核带正电，故A正确；
C．粒子在径迹1、2中原子核对它们先做负功，后做正功，动能先减小，后增大，故C正确；
D．同一等势面，势能相同，动能变化量也相同，故D正确。
B．α粒子散射实验证实了原子核的存在，故B错误。
本题选不能断定的，故选B。
4．C
【解析】
【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．
5．D
【解析】
【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，选项A错误；科学家发现的光电效应现象证明光具有粒子性，选项B错误；汤姆孙对阴极射线的研究发现了电子，进一步实验证明电子是原子的组成部分，选项C错误；密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量，选项D正确；故选D.
6．D
【解析】
【详解】
在α粒子散射实验中，由于电子的质量太小，电子的质量只有α粒子的，它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略．故D正确，A、B、C错误．
7．D
【解析】
【详解】
A.法拉第发现了电磁感应现象，楞次找到了判断感应电流方向的楞次定律，纽曼和韦伯总结了法拉第电磁感应定律，故A错误；
B.赫兹等人首先发现了光电效应，爱因斯坦发现了光电效应的规律，并成功解释了光电效应，故B错误；
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，在人类历史上首先捕捉到了电磁波，故C错误；
D.卢瑟福首先提出了原子的核式结构模型并发现了质子，故D正确．
8．A
【解析】
【详解】
牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤测出了两个铅球之间的万有引力，并推算出引力常量的数值，所以A正确；普朗克提出光子说，B错误；麦克斯韦提出电磁场理论并预言存在电磁波，后来赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；卢瑟福提出原子的核式结构模型，故D错误．
9．A
【解析】
【详解】
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，A错误；
B．光电效应实验说明了光具有粒子性，B正确；
C．衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，C正确；
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，D正确。
本题选错误的，故选A。
10．A
【解析】
【详解】
卢瑟福通过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，粒子带正电，同种电荷相互排斥，①区域符合题意。
A.①区域。故A正确；
B.②区域。故B错误；
C.③区域。故C错误；
D.④区域。故D错误。
11．B
【解析】
【详解】
ABC．α粒子与金箔原子核带同种电荷，两者相互排斥，故AC错误，B正确；
D．α粒子在靠近金箔原子核时斥力做负功，速度减小，同理当α粒子远离金箔原子核时斥力做正功，速度增大，故D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
A．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行合理外推得到的，A错误；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验，测出了万有引力常量，并没有用“月一地”检验证实了万有引力定律的正确性，B错误；
C．汤姆孙发现电子并提出枣糕使模型，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，C错误；
D．麦克斯韦预言了变化的电场或磁场会产生电磁波，赫兹在实验室证实了电磁波的存在，D正确 。
故选D。
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，A错误；
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型，B正确；
C．爱因斯坦提出了光量子理论成功解释了光电效应，但不是爱因斯坦发现了光电效应，C错误；
D．普朗克最早提出了量子化理论，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念。D错误。
故选B。
14．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故A正确；
B．康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量，故B正确；
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故C正确；
D．卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故D错误；
E．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的，故E错误；
故选ABC。
15．BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．密立根油滴实验测出了电子的电荷量，A错误，B正确；
C．密立根通过“油滴实验”确定电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍，C错误；
D．根据电子的比荷和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，D正确。
故选BD。
16．AB
【解析】
【详解】
汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子并建立了原子的“枣糕”模型，选项A正确； 巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，选项B正确；贝克勒耳通过对天然放射性的研究，说明原子核具有复杂结构，故C错误； 德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，选项D错误；故选AB.
17． 核对粒子的库仑力很小 核对粒子的库仑力很大 电子质量远小于粒子
【解析】
【详解】
[1]当粒子在离核较远处穿过原子时，根据库伦定律可知，核对粒子的库仑力很小，所以它们几乎不发生偏转；
[2]当粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为原子的正电荷全部集中于原子核内部，故核对粒子的库仑力很大，所以它们会发生大角度的偏转；
[3]如果粒子碰到电子，因为粒子跟金箔中的电子相撞，满足动量守恒定律，因粒子的质量比电子大得多，尤如飞行的子弹碰撞灰尘一样，粒子的动能和动量几乎没有损失，所以几乎不影响粒子的运动轨迹。
18． 阴极 负电
【解析】
【分析】
【详解】
略
19．葡萄干蛋糕
【解析】
【详解】
[1]汤姆孙首先发现了电子，并提出了葡萄干蛋糕模型。
20．电子
【解析】
【详解】
[1]1897年,英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，使人们进一步认识到原子不是组成物质的最小单位,它是有内部结构的。
21．见解析
【解析】
【详解】
卢瑟福的原子核式结构模型是：在原子的中间有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中于原子核，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
卢瑟福提出原子核式结构的依据是粒子散射实验。粒子穿过原子时，电子对它的运动影响很小，影响粒子运动的主体是原子核。粒子进入原子区域后，由于原子核很小，大部分粒子离核较远，受到的库仑力很小，运动方向几乎不变。极少数粒子距核较近，因此受到很强的库仑力，发生大角度散射。
22．
【解析】
【详解】
对电子，由动能定理得
eU=mv2-0
解得
23．（1）见解析；（2）垂直纸面向外，；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）装置中形成的电场方向由正极指向负极，根据射线粒子从电场的负极向正极加速的特点，即可判断射线粒子带负电。
（2）极板的电势高于极板，形成的电场方向竖直向上，当粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，粒子做匀速直线运动，射线依然射到点，由左手定则可知，磁场方向应垂直纸面向外，设粒子的速度为，则
解得
（3）射线粒的极板区域所需的时间
当，两极板之间电压仍为时，作用于粒的静电力的大小为，有
因粒子在垂直于极板方向的初速度为0，因而在时间内垂直于极板方向的位移大小为
粒子离开极板区域时，沿垂直于极板方向的末速度大小为
粒子离开极板区域后，到达荧光屏上点所需时间
在时间内，粒子做匀速直线运动，在垂直于极板方向的位移
到的距离等于粒子在垂直于极板方向的总位移，即
由以上各式得该粒子的比荷为
代入
解得
24．
【解析】
【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，如图所示：
点睛：卢瑟福通过α粒子散射推翻了原子“枣糕模型”，建立了原子核式结构模型，明确α粒子散射实验现象及结论即可正确解答本题．
答案第1页，共2页
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