4.2原子的核式结构模型 同步练习（Word版含答案）

4.2、原子的核式结构模型
一、选择题（共16题）
1．原子的质量主要集中在（）
A．质子上 B．中子上
C．电子上 D．原子核上
2．图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明( )
A．原子还可再分
B．原子核还可再分
C．原子具有核式结构
D．原子核由质子和中子组成
4．粒子在近代物理实验中扮演了十分重要的角色 关于粒子，下列说法正确是（　　）
A．19世纪末，科学家们发现了粒子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的
B．1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型
C．1919年，查德威克用镭放射出的粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子——质子
D．1938年底，德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼在用粒子轰击铀核的实验中发现了核裂变
5．在粒子散射实验中，当粒子最接近金原子核时，符合下列哪种情况（　　）
A．动能最小
B．电势能最小
C．粒子和金原子核组成的系统的能量最小
D．加速度最小
6．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构，所依据的实验事实是（　　）
A．α射线速度很大，约为光速的十分之一
B．α射线有很强的电离能力
C．绝大多数α粒子几乎不偏转
D．极少数α粒子发生了超90°大角度偏转
7．关于α粒子的散射，下列说法正确的是（ ）
A．α粒子穿过金箔后多数发生了大角度的偏转
B．α粒子的散射实验发现了质子
C．α粒子的散射实验表明原子的正电荷和几乎全部质量均匀分布在一个球上
D．α粒子的散射实验表明原子的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上
8．下列说法不正确的是（）
A．β衰变时，β射线是原子的核外电子释放出来的
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的依据之一
C．如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射这种金属不一定发生光电效应
D．比结合能越大,原子中核子结合的越牢固,原子核越稳定
9．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
10．根据粒子散射实验，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粒子散射图景。图中实线表示粒子的运动轨迹。则关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．图中大角度偏转的粒子的电势能先减小后增大
B．图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核发生了碰撞
C．绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小
D．根据粒子散射实验不可以估算原子核大小
11．α粒子散射实验中，当α粒子距原子核最近时，其（　　）
A．动能最小 B．电势能最小
C．所受原子核的斥力最小 D．与金原子组成的系统的能量最小
12．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
13．在α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的运动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五个区域。不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是（　　）
A．可能在①区域 B．一定在②区域
C．可能在③、④区域 D．一定在⑤区域
14．以下说法符合物理学史的是_______
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
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．卢瑟福利用α粒子轰击氮核发现了质子，并预言了中子的存在
15．下列说法正确的是
A．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
B．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
C．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
16．下图是卢瑟福的粒子散射实验装置示意图，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　）
A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C．粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D．只有少数的粒子发生大角度偏转
二、填空题
17．如图甲为卢瑟福的原子核式结构模型图，原子的中间有一个体积很小、带正电的核，卢瑟福推算出原子核的直径约为________m；如图乙为α粒子散射实验现象模拟图，图中只有极少数α粒子有机会从离核很近的地方经过，是因为受到比较大的________力，才会发生大角度的偏转．
18．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。______
19．（1）在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转。此模型称原子的有核模型。最先提出原子有核模型的科学家是_____________。他所根据的实验是_______________
（2）写出下列两个核反应的反应方程（铝核）俘获一个粒子后放出一个中子：____________；粒子轰击（氮核）放出一个质子：_______________________.
20．图示为粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起放在图中的________（选填“A”“B”“C”或“D”）位置时，相同时间内观察到屏上的闪光的次数最多；放在图中的_______（选填“A”“B”“C”或“D”）位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少。根据实验结果，卢瑟福提出了原子的________模型。
综合题
21．右图是原子的核式结构模型．下面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．（α粒子散射，见图）
22．如图所示是卢瑟福发现原子核式结构的实验装置简图．请回答下列问题：
（1）实验中用了什么粒子轰击靶原子核？
（2）实验为什么要在真空中进行？
（3）当粒子击中靶原子核时会发生什么情况
23．散射的α粒子有极少数偏转角超过，有的甚至被原路弹回，偏转角几乎达到。请你猜想一下原子内部正电荷的分布情况。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
原子中电子的质量很小，可以忽略不计，原子的质量主要集中在原子核上，故D正确，ABC错误；
故选D；
2．D
【详解】
α粒子散射实验现象表明，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。在α粒子散射实验中，α粒子带正电，与原子核相互排斥，越靠近原子核偏转越大，有的甚至被弹回。
A. 图中两个α粒子的径迹几乎平行，不符合越靠近原子核偏转越大，故A错误；
B. α粒子带正电，与原子核相互排斥，图中两个α粒子的径迹说明被原子核吸引，故B错误；
C. 图中两个α粒子的径迹说明一个被原子核吸引，一个被原子核排斥，故C错误；
D. 图中两个α粒子的径迹说明都被原子核排斥，而且越靠近原子核偏转越大，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明原子具有核式结构，故C正确，ABD错误；
故选C。
4．B
【详解】
A．19世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，故A错误；
B．卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，故B正确；
C．1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从而发现了质子，实现了人类历史上第一次人工核反应，故C错误；
D．1938年底，德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验中发现了核裂变，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
AD．粒子带正电，金原子核也带正电，二者互相排斥，因此距离越近，速度越小，距离最近的时候动能最小，库仑力最大，万有引力也最大，所以加速度也最大，A正确，D错误；
B．全程库仑力做负功，因此电势能增加，距离最近时达到最大值，故B错误；
C．粒子和金原子核组成的系统的能量不变，故C错误；
故选A。
6．D
【详解】
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。此实验中，由于极少数α粒子发生了大角度偏转，说明原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核，这是原子的核结构模型的内容。故ABC错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A． α粒子穿过金箔后多数粒子不改变方向，少数粒子发生了大角度的偏转，选项A错误；
B．α粒子的散射确定了原子的核式结构模型，并不是发现质子的实验，选项B错误；
CD．α粒子的散射实验表明原子的正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上，选项C错误，D正确；
故选D。
8．A
【详解】
A．衰变中产生的射线实际上是原子核中的中子转化而来的不是原子内部核外电子释放出来的，A错误；
B．卢瑟福用粒子散射实验现象，提出原子核式结构模型，B正确；
C．紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光，因绿光的频率小于紫光，则照射这种金属不一定发生光电效应，C正确；
D．比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，D正确．
故选A.
9．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。
10．C
【详解】
A．题图中大角度偏转的粒子所受的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；
B．题图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，阻碍粒子运动，但是并没有发生碰撞，B错误；
C．绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小，C正确；
D．根据粒子散射实验可以估算原子核大小，D错误。
故选C。
11．A
【详解】
当α粒子靠近原子核过程中，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故α粒子距原子核最近时动能最小，电势能最大，斥力最大，系统能量不变，故A正确，BCD错误。
故选A。
12．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.
13．B
【详解】
α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，由α粒子运动轨迹的弯曲方向可知排斥力向下，故原子核一定在②区域，故B正确，ACD错误。
故选B。
14．ACE
【详解】
A项：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项：康普顿效不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量，故B错误；
C项：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、E项：卢瑟福利用α粒子轰击氮核发现了质子，并预言了中子的存在，提出了原子具有核式结构，故D错误，E正确．
故选ACE．
15．BD
【详解】
A、康普顿效应表明光子既具有能量，也具有动量，故A错误；
B、爱因斯坦在普朗克量子理论的基础上提出了光子假说，建立了光电效应方程，故B正确；
C、依据德布罗意波长公式λ=h/p分析知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故C错误；
D、卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D正确．
故选BD．
16．AD
【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），卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，A正确；
B．α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；
C．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，C错误；
D．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，D正确。
故选AD。
17． 10-15 排斥
【详解】
原子核直径的数量级为10-15m，在α粒子散射实验中，极少数α粒子从离核很近的地方经过，发生大角度偏转是受到了原子核较大的排斥力作用．
18． （×） （×） （√） （×）
【解析】
略
19． 卢瑟福 α粒子散射实验
【详解】
（1）最先提出原子有核模型的科学家是卢瑟福。他所根据的实验是α粒子散射实验；
（2）（铝核）俘获一个粒子后放出一个中子：；
粒子轰击（氮核）放出一个质子：
20． A D 核式结构
【详解】
由于绝大多数粒子穿过金箔后都沿原来的方向运动，因此放在A处时，相同时间内观察到屏上的闪光的次数最多。
由于有极少数发生大角度偏转，因此放在D处，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少。
卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
21．α粒子散射
【详解】
卢瑟福通过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：绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数粒子发生了较大的角度偏转，极少数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），据此可画出粒子的运动轨迹．粒子的运动轨迹如图所示．
22．（1）粒子 （2）避免粒子与空气分子相撞（3）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子发生了较大的偏转，极少数射线粒子发生超过的大角度偏折，个别粒子被弹回
【详解】
（1）卢瑟福通过粒子散射实验发现了原子的核式结构；
（2）实验在真空中进行是要避免粒子与空气分子相撞，从而避免影响实验结果；
（3）粒子散射实验的实验结果为：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子发生了较大的偏转，极少数射线粒子发生超过的大角度偏折，个别粒子被弹回。
23．原子内部正电荷只占原子体积的很小一部分，且集中分布在原子核上
【详解】
原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积小，质量大，原子的质量主要集中在原子核上，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核作高速运动。若原子内部的正电荷在原子内均匀分布，则不会出现只有极少数α粒子发生大角度散射的现象，说明原子的正电荷不是均匀分布的，即可猜想原子内部正电荷只占原子体积的很小一部分，且集中分布在原子核上。
答案第1页，共2页