5.2原子模型的提出 基础巩固 （word版含答案）

5.2原子模型的提出基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共16题）
1．物理学自牛顿的三大定律以来，经历了几百年的发展，人类在物理理论上取得了空前的成就。关于物理学史，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论
B．德布罗意最先提出了物质波，认为所有物质都有波动性和粒子性
C．如果能发生光电效应，一旦增大人射光强度，光电子的最大初动能必定增加
D．α粒子散射实验发现，α粒子发生较大角度偏转，说明了原子几乎是一个整体
2．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
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．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是
试卷第1页，共3页
A． B． C． D．
5．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
6．α粒子散射实验首次表明了（　　）
A．α粒子带正电
B．电子是原子核的组成部分.
C．原子是一个正、负电荷均匀分布的球
D．原子中带正电的部分体积很小
7．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所做科学贡献的表述中，与事实不相符的是
A．汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子
B．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了质子
C．普朗克把“能量子”引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统思想
D．爱因斯坦创立“光子说”并建立了 “光电效应方程”，运用这些理论圆满解释了光电效应的实验规律
8．如图所示为α粒子散射实验装置的示意图，显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的“枣糕”式放射源金箔荧光屏
B．相同时间内，在A位置观察到屏上的闪光次数多于B位置
C．少数α粒子发生大角度偏转是由于它们跟电子发生了碰撞
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10-15m
9．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（　　）
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
10．卢瑟福进行的α粒子散射实验现象表明
A．在原子的中心有一个很小的核
B．原子核具有复杂结构
C．原子核集中了原子所有的质量
D．核外电子在绕核旋转
11．有关对原子的说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量
B．密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量
C．汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
12．如图所示,+Q表示金原子核,α粒子射向金核时被散射,其偏转轨道可能是图中的
A．b B．c C．d D．e
13．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是
A．原子核对α粒子的万有引力
B．原子核对α粒子的磁场力
C．核外电子对α粒子的库仑引力
D．原子核对α粒子的库仑斥力
14．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
15．关于近代物理，下列说法正确的是（　　）
A．根据α粒子散射实验数据可以估算原子核的半径大小
B．光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著
C．当入射光照射某金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
D．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射因此肉眼看不到黑体
16．（1）如图所示为卢瑟福和他的同事们做α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，观察到的现象描述正确的是__________
A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多
B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时稍多些
C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光
D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
（2）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时_______
A．锌板带正电，指针带负电
B．锌板带正电，指针带正电
C．锌板带负电，指针带正电
D．锌板带负电，指针带负电
（3）某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，如光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是________
A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出
B．逸出的电子数减少
C．逸出的电子数和最大初动能都减小
D．逸出的电子最大初动能不变．
二、综合题
17．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．
18．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。
19．原子的直径约为，氢原子核的直径约为，若把氢原子放大，使核的直径为，则电子离核的距离为多大？
20．如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题：
（1）什么是α粒子？
（2）实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？
（3）实验现象如何？
（4）少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？
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。
参考答案：
1．B
2．C
3．B
4．A
5．C
6．D
7．B
8．D
9．D
10．A
11．D
12．B
13．D
14．B
15．A
16． AD B BD
17．α粒子散射
18．
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。
19．16.7m
20．
（1）α粒子（He）是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核．质量是电子质量的7300倍．
（2）①α粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子．
②带荧光屏的放大镜：观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光．
实验过程：α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．带有显微镜的荧光屏可以沿题图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目．
（3）α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.
（4）α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．
21．，
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