4.2原子的核式结构模型 综合训练（Word版含解析）

4.2原子的核式结构模型
一、选择题（共14题）
1．关于原子结构，下列说法正确的是（　　）
A．原子中的原子核很小，核外很“空旷” B．原子核半径的数量级是10-10m
C．原子的全部电荷都集中在原子核里 D．原子的全部质量都集中在原子核里
2．当粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的（ 　　 ）
A．（A） B．（B） C．（C） D．（D）
3．下列说法正确的是
A．卢瑟福的核式结构模型能够解释原子光谱的分立特征
B．根据玻尔原子模型的理论，氢原子处于基态时能量最高
C．对于某种放射性元素而言，以单质形式存在与以化合物的形式存在时，其半衰期不相同
D．用频率为的光去照射某金属时，若恰好能发生光电效应，则该金属的截止频率为
4．为卢瑟福提出原子核式结构模型提供依据的实验是（　　）
A．α粒子散射实验
B．光电效应实验
C．α粒子轰击氮核实验
D．α粒子轰击铍核实验
5．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
6．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．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
8．在α粒子散射实验中，极少数的α粒子出现了大角度的散射，其原因是：
A．原子核发生α衰变，向外释放出的α粒子方向不定
B．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
C．原子核的存在，α粒子在十分靠近它时，受到斥力
D．α粒子与电子发生碰撞，偏离原来的运动方向
9．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
10．如图，在粒子散射实验中，图中实线表示粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，为某条轨迹上的三个点，其中两点距金原子核的距离相等
A．卢瑟福根据粒子散射实验提出了能量量子化理论
B．大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向返回
C．粒子经过两点时动能相等
D．从经过运动到的过程中粒子的电势能先减小后增大
11．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
12．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五个区域，不考虑其他原子核对该粒子的作用，下列说法正确的是（　　）
A．粒子受到引力
B．该原子核的位置可能在①区域
C．根据粒子散射实验可以估算原子核大小
D．粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动
13．物理学家的科学发现推动了人类历史的进步,关于物理学家的贡献，下列说法正确的是( )
A．牛顿发现万有引力定律，并通过实验比较准确地测出了引力常量
B．富兰克林把自然界的电荷分为两种，密立根首先测定了元电荷的值
C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．玻尔和助手们进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型
14．下列对原子结构的认识中，正确的是(　　)
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10－10m
二、综合题
15．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。
16．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？
17．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？
18．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。
19．按卢瑟福的原子模型，氢原子的核外电子质量为m，电荷量为，做轨道半径为r的匀速圆周运动。求：
(1)电子运动的速率和动能；
(2)电子绕核转动的频率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．原子中的原子核很小，核外很“空旷”，A正确；
B．原子核半径的数量级是10-15m，原子半径的数量级是10-10m，B错误；
CD．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核，核外电子带负电且具有一定质量，CD错误。
故选A。
2．C
【详解】
在粒子被重核散射时，绝大多数的粒子都照直穿过，偏转很小，但有少数粒子发生角度很大的偏转，个别的粒子偏转角大于90°，极少数的粒子偏转角大于150°，甚至个别粒子沿原方向弹回．原因在粒子的散射现象中粒子所受重核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大。
故选C。
3．D
【详解】
卢瑟福在用粒子轰击金箔的实验中发现大多粒子能穿透金箔，只有少量的粒子发生较大的偏转，提出原子核式结构学说，但不能解释原子光谱分立特征，而波尔的原子模型能很好的解释，A错误；氢原子所处的能级越高，能量越大，反之氢原子所处的能级越低，能量越小，故氢原子处于基态时能量最小，B错误；原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关即原子的物理化学状态无关，C错误；用频率为的光去照射某金属时，若恰好能发生光电效应，则最大初动能为0，根据爱因斯坦光电效应方程：，解得：，则金属的截止频率为，D正确．
4．A
【详解】
为卢瑟福提出原子核式结构模型提供依据的实验是α粒子散射实验，故选A.
5．D
【详解】
A．α粒子散射实验前，科学家已经分析出α粒子带正电，故A项错误；
BCD．卢瑟福根据α粒子散射现象提出了原子具有核式结构模型：原子中心有一很小的核，集中着全部正电荷，及几乎全部质量，电子在核外绕核旋转。故BC错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
金箔原子核带正电，与α粒子带同种电荷，彼此间相互排斥，又由曲线运动特征可知，α粒子所受金箔的排斥力应指向曲线的凹侧。
故选C。
7．B
【详解】
A．牛顿第一定律是无法用实验直接验证的，但是它是物理学发展的一个重要基石，A错误；
B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，提出物质波，认为实物粒子也具有波动性，故B正确；
C．根据光电效应方程
可知最大初动能与入射光的强度无关，故逸出的光电子最大初动能不变，光照强度与光电子数目有关，增大光的强度，单位时间内发出的光电子数目增加，C错误；
D．卢瑟福通过α粒子散射实验发现绝大多数α粒子几乎没有偏转，只有极少数发生了较大角度偏转，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
试题分析：在α粒子散射实验中，极少数的α粒子出现了大角度的散射，其原因是原子的中心存在质量比较大的原子核，带正电，当α粒子在十分靠近它时，受到斥力的作用而发生散射，故选项C正确．
9．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。
10．C
【详解】
卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构理论，选项A错误； 大多数粒子击中金箔后几乎不改变方向而沿原方向前进，选项B错误；因ac两点距离金原子核的距离相等，可知电势能相等，则粒子经过两点时动能相等，选项C正确；从经过运动到的过程中，电场力先做负功，后做正功，可知粒子的电势能先增大后减小，选项D错误.
11．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。
12．C
【详解】
A．在粒子散射实验中，粒子经过某一原子核附近时受到库仑斥力作用，A项错误；
B．若该原子核处于①区域，在粒子受到库仑斥力后应该向区域②弯曲，所以该原子核的位置不可能在①区域，B项错误；
C．根据粒子散射实验可以估算原子核的大小，C项正确；
D．粒子受到库仑斥力，在P、Q间的运动不可能为匀速圆周运动，D项错误。
故选C。
13．BC
【详解】
A、牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量，故A错误；
B、富兰克林把自然界的电荷分为两种，密立根首先测定了元电荷的值，故B正确；
C、法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C正确；
D、卢瑟福进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型，故D错误；
故选BC．
14．ABC
【详解】
AC．原子中绝大部分是空中，原子核的体积很小，但是因为核外的电子虽然所占体积很大，质量却是很小，所以几乎整个原子所有的质量都集中到了原子核上，故AC正确；
B．电子在核外绕核旋转，所需要的向心力由原子核对电子的库仑力提供，故B正确；
D．原子核的直径大约为10-15m，故D错误。
故选ABC。
15． 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。
16．16.7m
【详解】
依题意可得
代入数据有
解得
故电子离核的距离为
17．（1）见解析；（2）3.6N
【详解】
（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
18．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。
19．(1)，；(2)
【详解】
(1)氩原子核对核外电子的库仑引力远大于它们之间的万有引力，万有引力不计。所以电子绕核转动的向心力是库仑引力
所以
所以
(2)根据
且
所以
答案第1页，共2页