5.1原子的结构 综合训练 （word版含答案）

5.1原子的结构
一、选择题（共15题）
1．关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验中，绝大多数粒子穿过金箔后的运动方向发生了较大的改变
B．使粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子对它的静电引力
C．实验表明原子中心有一个很小的核，其带有原子的全部负电荷
D．通过粒子散射实验，得出了原子的核式结构模型
2．下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是（　　）
A．物理学家汤姆孙经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量
B．韦伯不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C．kg、m、s、C都是国际单位制中的基本单位
D．功的单位用国际单位制中基本单位可书写为kg m2/s2
3．如图所示是英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置下列关于该实验的描述正确的是（　　）
A．粒子轰击金箔的实验不需要在真空条件下完成
B．该实验揭示了原子有核式结构
C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
4．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：
①金原子内部大部分都是空的；
②金原子是一个球体；
③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；
④原子核的半径约是10－15 m
其中正确的是（ ）
A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．①②③④
5．物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．大多数α粒子发生大角度偏转
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．α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
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是
6．以下说法中不正确的是
A．普朗克在研究黑体辐射问题的过程中提出了能量子假说（ ）
B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性
C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
D．卢瑟福提出的核式结构模型成功的解释了α粒子散射现象
7．某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（　　）
A．两种光照射阴极K时的逸出功不一样
B．两种光的频率υa>υb
C．光电子的最大初动能EkaD．若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光一定也可以
8．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
9．下列说法正确的是（ ）
A．光电效应实验中，入射光的强度足够强就可以发生光电效应
B．阴极射线不是电磁波而是电子流
C．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时吸收光子
D．卢瑟福通过粒子散射实验验证了在原子核内部存在质子
10．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子碰撞所产生的效果，这时由于（　　）
A．电子体积实在太小，α粒子完全碰不到它
B．α粒子跟电子相碰时，损失的动量很小，可忽略
C．α粒子跟各电子碰撞的效果互相抵消
D．由于电子是均匀分布的，α粒子受电子作用力的合力为零
11．下列说法正确的是（　　）
A．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
B．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念
C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想
D．汤姆孙发现了电子并且提出了原子的核式模型
12．如图甲所示为氢原子部分能级图，大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，则下列说法正确的是（　　）
A．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光，也一定能使阴极K发生光电效应
B．用从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射的光照射阴极K，阴极K的逸出功会变大
C．在光的频率不变的情况下，饱和电流不随入射光强度的变化而变化
D．用从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射n＝4能级的氢原子，可以使其电离
13．下列关于光谱的说法正确的是（　　）
A．连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱
B．通过对连续谱的光谱分析可鉴定物质成分
C．连续谱是连在一起的光带，线状谱是一条条分立的谱线
D．通过对线状谱的亮线光谱分析或对吸收光谱的暗线分析可鉴定物质成分
14．下图为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，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多
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些
C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
15．关于α粒子散射实验的装置，下列说法正确的是（　　）
A．全部设备都放在真空中
B．荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个圆周上转动
C．若将金箔改为银箔，就不能发生散射现象
D．金箔的厚度不会影响实验结果
二、填空题
16．如图所示为汤姆孙做阴极射线实验时用到的气体放电管，在 K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D 间不加电压时，光屏上O点出现亮点，当C、D之间加如图所示电压时，光屏上P 点出现亮点。
（1）要使K 、A 之间有阴极射线射出，则 K 应接高压电源 ____（填“正极”或“负极”）；要使光屏上P 处的亮点再回到O点，可以在C、D 间加垂直纸面______（填“向里”或“向外”）的匀强磁场；
（2）汤姆孙换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是______的（填“相同”或“不同”）。
17．汤姆孙的“葡萄干蛋糕模型”认为：原子是一个球体，其正电物质______________________________，而电子则______________________________，整个原子是中性的。
18．①卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是：____________
A．
B．
C．
D．
②这实验粒子的大角度散射现象说明了原子是______________结构（填“核式”或者“西瓜”）
三、综合题
19．你认为电子的发现，对人类探索微观世界有什么重大意义？
20．19世纪末物理学的三大发现对人们了解微观世界有什么价值？请查阅资料，写一篇小论文，通过网络或者板报的方式交流。
21．根据氢原子的能级示意图，一群氢原子处于的激发态。
（1）在向较低能级跃迁的过程中向外发出的光子有几种？能量多大？
（2）哪些能使逸出功为2.29eV的金属钠发生光电效应？逸出的光电子最大初动能为多大？
22．为什么原子中的电子不能使α粒子发生较大的偏转？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．散射实验中，绝大多数粒子穿过金箔后的运动方向基本上不发生偏转，故A错误；
BC．使粒子发生明显偏转的力不是来自带负电的核外电子对它的静电引力，而是因为原子核集中了几乎全部的质量和全部的正电荷，它们接近时就表现出很大的库仑斥力，故BC错误；
D．卢瑟福正是通过粒子散射实验，得出了原子的核式结构模型，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，故A错误；
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，故B错误；
C．kg、m、s是国际单位制中的基本单位，C是导出单位，故C错误；
D．根据功的公式和可知，功的单位用国际单位之中基本单位可书写为，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．为了避免其它原子的影响，粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成，故A错误；
B．粒子的散射实验说明原子中绝大部分是空的，揭示了原子具有核式结构，故B正确；
C．粒子的散射实验观测到的现象是绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，故C错误；
D．通过该试验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，同时否定了汤姆孙原子模型，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
α粒子的散射现象的实验结果表明，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。这说明原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，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，则从α粒子散射实验结果出发推出的结论有金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径约是，不能说明金原子是球体，故选B。
5．C
【详解】
A．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，故A错误；
B．造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比较大，不是由于它跟电子发生了碰撞，故B错误；
C．α粒子散射实验说明原子内部很空旷，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，故C正确；
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A、普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说，故A不符合题意；
B、光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性，故B不符合题意；
C、玻尔建立了光量子理论，成功解释了氢原子发光现象，对与其他分子无法解释，故C符合题意；
D、卢瑟福提出的核式结构模型成功的解释了α粒子散射现象，推翻了其它模型，故D不符合题意．
故选C。
7．C
【详解】
A．阴极K的逸出功由金属材料本身性质决定，与照射光无关，故A错误；
BC．由题图乙可知a光对应的遏止电压低于b光对应的遏止电压，根据爱因斯坦光电效应方程有
可得
故B错误，C正确；
D．由上面分析可知b光光子的能量大于a光光子的能量，所以若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光不一定可以，故D错误。
故选C。
8．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。
9．B
【详解】
A：光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关．故A项错误．
B：阴极射线不是电磁波而是电子流，故B项正确．
C：由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时放出光子，故C项错误．
D：卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说，故D项错误．
10．B
【详解】
卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，认为电子不会对α粒子偏转产生影响，其主要原因是电子的质量很小，α粒子与电子发生的相互作用可以忽略，就算碰到，α粒子跟电碰撞时，动量几乎不改变，损失的能量也很小，可以忽略，不会引起明显的偏转，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子发光现象，故A错误；
B．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了量子理论的概念，故B错误；
C．1924年德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，故C正确；
D．1896年汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示了原子是有复杂结构的，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A．从能级图可知，从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光的频率小于从n＝3能级向n＝1能级跃迁时辐射的光，所以不能发生光电效应。A错误；
B．逸出功只与阴极材料有关，与入射光的频率无关。所以增大入射光的频率，逸出功不变。B错误；
C．在光的频率不变的情况下，饱和电流随入射光的强度的增大而增大。C错误；
D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射的光的能量为
所以用从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射n＝4能级的氢原子，可以使其电离。D正确。
故选D。
13．CD
【详解】
AC．连续谱是连在一起的光带，而不是由连续发光的物体产生的光谱，炽热固体、液体及高压气体发光产生的光谱是连续谱；线状谱是由一些不连续的亮线组成的谱线，稀薄气体、金属蒸气发光产生的谱线是线状谱，线状谱不是指线状光源产生的光谱，A错误，C正确；
BD．光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线，可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，B错误，D正确。
故选CD。
14．AD
【详解】
卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验时，在A位置能观察到大部分粒子，在B位置能观察到少数粒子，在C、D位置能观察到极少数粒子。
故选AD。
15．AB
【详解】
A．实验必须在真空中进行，故选项A正确；
B．荧光屏和显微镜应该能围绕金箔在一个圆周上转动，选项B正确；
C．金箔改为银箔能发生散射现象，但不明显，选项C错误；
D．α粒子穿透能力弱，金箔必须很薄，故选项D错误。
故选AB。
16． 负极 向外 相同
【详解】
(1)要使K 、A 之间有阴极射线射出，则 K 应接高压电源负极；要使光屏上P 处的亮点再回到O点，则洛伦兹力向上，根据左手定则可知，可以在C、D 间加垂直纸面向外的匀强磁场；
(2)汤姆孙换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是相同的。
17． 均匀地分布在整个原子球体内 镶嵌在球体中
【详解】
汤姆孙的“葡萄干蛋糕模型”认为：原子是一个球体，其正电物质均匀地分布在整个原子球体内，而电子则镶嵌在球体中 ，整个原子是中性的。
均匀地分布在整个原子球体内
镶嵌在球体中
18． D； 核式；
【详解】
(1)实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故A、B、C错误，D正确．故选D．
(2)α粒子散射实验中极少数α粒子发生了大角度散射现象，是因为在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷，受到的斥力比较大，实验结果表明原子具有核式结构．
19．拉开了微观探究的序幕
【详解】
汤姆孙发现电子后，人们认识到，原子还有更复杂的结构，人类开始探索原子的内部结构，最终发现原子是由位于原子中心的原子核及核外运动的电子组成。
20．见解析
【详解】
三大发现揭开了人们研究微观世界的序幕，它激励着人们不断探索原子的内部结构，预示着人类开始“分裂原子”的探索。
21．（1）3种；见解析；（2）见解析
【详解】
（1）由题意可知，处于激发态的原子跃迁回基态，一共可发出3种光子，其中到释放光子能量
到释放光子能量
到释放光子能量
（2）到释放的光子和到释放的光子能使金属钠发生光电效应。
根据光电效应方程
到释放的光子产生的光电子最大初动能
到释放的光子产生的光电子最大初动能
22．见解析
【详解】
设电子的质量为me，碰撞前电子静止，α粒子的质量为mα，碰撞后α粒子的速度为vα，电子的速度为ve。以α粒子与电子发生弹性正碰为例，根据动量守恒有
，
由于
解得
则原子中的电子不能使α粒子发生较大的偏转。
答案第1页，共2页