4.3原子的核式结构模型 同步练习（Word版含答案）

4.3、原子的核式结构模型
一、选择题（共15题）
1．在人类文明发展史上，有大批物理学家做出了重要贡献，以下叙述符合史实的是
A．伽利略用斜面实验证明了力是使物体运动的原因
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C．楞次发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
D．汤姆生根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
2．原子核式结构学说是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的（　　）
A．光电效应现象 B．氢原子光谱实验
C．粒子散射实验 D．汤姆孙研究阴极射线时发现电子
3．当粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹中不可能存在的是( )．
A．1和2 B．2和3 C．3和4 D．4和1
4．根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释粒子散射实验,使少数粒子发生大角度偏转的作用力是金原子核对粒子的
A．库仑斥力 B．库仑引力 C．万有引力 D．核力
5．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”
6．下列对原子结构的认识中，错误的是（　　）
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小 B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里 D．原子核的直径大约为
7．如图所示是粒子散射实验装置的示意图。从粒子源发射的粒子射向金箔，利用观测装置观测发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上荧光屏仍沿原来的方向前进，但有少数粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，极少数偏转的角粒子束度甚至大于90°。下列说法正确的是（　　）
A．粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的质子流
B．实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内
C．粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对粒子的作用引起的
D．粒子发生大角度偏转是带正电的原子核对粒子的斥力引起的
8．在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是（　　）
A．原子中存在着带负电的电子
B．正电荷在原子内是均匀分布的
C．原子只能处于一系列不连续能量状态中
D．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
9．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在
A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核
10．有关教材中的四幅图片，下列说法不正确的是（　　）
A．三种射线中的a射线为射线（图中磁场方向为垂直纸面向里）
B．光电效应实验说明了光具有粒子性
C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性
D．
粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内
11．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．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的
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，α粒子碰撞不到电子
12．1909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“α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“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是（　　）
A．绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转
B．少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进
C．通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10-15m
D．通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10-15m
13．下列说法正确的是
A．米、千克、摩尔、安培都是国际单位制中的基本单位
B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普特效应则反映了光的波动性
C．安培最早引入场的概念，并提出用电场线表示电场
D．卢瑟福用α粒子散射实验的数据否定了汤姆逊的“西瓜模型”，并估算了原子的大小
14．图是粒子散射实验的结果示意图，说法正确的是（ ）
A．汤姆孙的原子模型能很好解释粒子散射实验的结果
B．该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．用该实验测算出，原子核直径的数量级为m
D．该实验说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动
15．下列说法正确的是（　　）
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
B．汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构
C．卢瑟福发现了中子，查德威克发现了质子
D．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
二、填空题
16．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．
17．在粒子散射实验的装置中，观察装置是由荧光屏和显微镜组成的，在显微镜前装上荧光屏是为了____________；而荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动是为了______________。
18．卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，不考虑电子对α粒子运动轨迹的影响，这是因为α粒子的质量___________（选填“小于”、“等于”、“远大于”）电子的质量，α粒子与电子之间的相互作用对α粒子运动轨迹的影响_________________．
19．阴极射线和β射线的组成粒子都是________，其中________射线来自于原子核的外部。
三、综合题
20．如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积公式），重力加速度为g．
（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；
（2）求油滴所带电荷量．
21．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？
22．在汤姆孙测量阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从K出来的阴极射线经过电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑，若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果在D、G电场区再加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画），荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为，试解决下列问题：
（1）说明阴极射线的电性；
（2）说明图中磁场沿什么方向；
（3）根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷.
23．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．B
【详解】
A．伽利略用斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，选项A错误；
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，选项B正确；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，楞次总结了电磁感应中产生反应电流的方向判断方法即楞次定律，选项C错误；
D．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D错误。
故选B。
2．C
【详解】
原子的核式结构学说是卢瑟福通过α粒子散射实验提出的，光电效应实验说明光具有粒子性，氢原子光谱实验解释了原子发光频率为分立值，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【详解】
由于原子核和粒子之间的作用力是斥力，2和3轨迹对应的力为引力，故不可能存在，1和4轨迹对应的为斥力，可能存在；B正确；
故选B。
4．A
【详解】
粒子和电子之间有相互作用力,它们接近时就有库仑引力作用,但因为电子的质量只有粒子质量的1/7300,粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样,粒子质量大,其运动方向几乎不改变,只有是原子核对粒子的库仑斥力,其力较大,且原子核质量较大,导致极少数粒子发生大角度偏转,所以A选项正确.
5．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。
D
【详解】
BC．原子由位于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力，故BC正确，不符合题意；
AD．根据α粒子散射实验知原子核半径数量级为10 15m，而原子半径的数量级为10 10m，原子是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的；故A正确，不符合题意；D错误，符合题意。
本题选错误的，故选D。
7．D
【详解】
A．粒子是从放射性物质中发射出来的氦核，A错误；
B．若原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内，粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对粒子运动的影响不会很大，不会出现大角度偏转的实验结果，B错误；
C．电子对粒子速度的大小和方向的影响可以忽略，C错误；
D．原子核带正电，体积很小，但几乎占有原子的全部质量，电子在核外运动，当粒子进入原子区域后，大部分离原子核很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不变，只有极少数粒子在穿过时离原子核很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的，α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变；α粒子散射实验中，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；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，故选D。
9．D
【详解】
卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核．故选项D正确．
10．A
【详解】
A．根据左手定则可得，a射线为带正电的粒子，为射线，A错误；
B．光电效应实验说明了光是一份一份的，具有粒子性，B正确；
C．电子束通过铝箔时的衍射图样说明电子也具有波动性，C正确；
D．粒子散射实验，能观察到绝大多数粒子沿着原来的方向前进，只有少数粒子发生大角度偏转，说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内，称为 原子核，D正确。
故不正确的选A。
11．C
【详解】
α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故C正确，ABD错误。
故选C。
12．C
【详解】
AB．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转，AB错；
CD．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，原子半径的数量级为10-10m，不是通过α粒子散射实验确定的，D错误；C正确；
故选C。
13．A
【详解】
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，则米、千克、摩尔、安培都是国际单位制中的基本单位，故A正确；光电效应和康普特效应都揭示了光的粒子性，故B错误；法拉第最早引入场的概念，并提出用电场线表示电场，故C错误；卢瑟福用α粒子散射实验的数据否定了汤姆逊的“西瓜模型”，并估算了原子核的大小，故D错误；
14．BC
【详解】
A. 汤姆生提出原子的葡萄干蛋糕模型，故A错误；
BC. α粒子散射实验现象为：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。卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：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，且原子核直径的数量级为10-15m，故BC正确；
D. 玻尔提出原子中的电子只能在某些轨道上运动，故D错误。
15．AB
【详解】
A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故A正确。
B. 汤姆孙发现电子，说明电子是原子组成部分，表明原子具有复杂结构，故B正确。
C. 卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，故C错误。
D. 一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为入射光频率小于极限频率，即入射光频率小，波长较长，故D错误。
故选AB。
16． 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．
17． 粒子打在荧光屏上时产生荧光以便观察 可以观察到沿不同方向散射的粒子
【详解】
在粒子散射实验的装置中，观察装置是由荧光屏和显微镜组成的，在显微镜前装上荧光屏是为了粒子打在荧光屏上时产生荧光以便观察
荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动是为了可以观察到沿不同方向散射的粒子。
18． 远大于 可忽略不计（意思相近的回答均可）
【详解】
卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，不考虑电子对α粒子运动轨迹的影响，这是因为α粒子的质量远大于电子的质量，α粒子与电子之间的相互作用对α粒子运动轨迹的影响可忽略不计．
19． 电子 阴极
【详解】
阴极射线和射线本质上都是电子流。
阴极射线来自原子的核外电子，而射线是由原子核中中子转化而来的。
20．（1） （2）
【详解】
（1）油滴速度为v1时所受阻力
f1=kv1
油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，则有
f1=mg
质量为

解得
（2）设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力
电场强度为
油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡可得
则油滴所带电荷量为
21．（1）见解析；（2）3.6N
【解析】
（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
22．（1）负电 （2）垂直纸面向里 （3）
【详解】
(1)由于阴极射线向上偏转，因此所受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电.
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里.
(3)设此射线中的粒子带电荷量为q，质量为m，当射线在间做匀速直线运动时，有
①
当射线在间的磁场中偏转时，有
②
如图所示
同时又有
③
联立①②③得
23．
【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：
答案第1页，共2页