2024鲁科版高中物理选择性必修第三册同步练习--第2节　原子的核式结构模型

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2024鲁科版高中物理选择性必修第三册同步
第2节　原子的核式结构模型
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　α粒子散射实验现象的分析与理解
1.(2022四川蒲江中学月考)如图所示为卢瑟福和他的合作者做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A、B、C、D四个位置时观察实验现象,下述说法中正确的是 (　　)
A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多
B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些
C.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数要比A位置少很多
D.放在C、D位置时,屏上观察不到闪光
2.(2023上海崇明二模)下列现象属于α粒子散射实验中观察到,且据此现象得出原子核式结构的是 (　　)
A.半数α粒子仍按原方向前进,半数α粒子发生较大角度偏转
B.少数α粒子仍按原方向前进,多数α粒子发生较大角度偏转
C.绝大多数α粒子发生超过90°的较大角度偏转,甚至被弹回
D.极少数α粒子发生超过90°的大角度偏转,个别甚至被弹回
3.(2022四川成都七中月考)研究α粒子散射的实验装置如图所示,关于α粒子散射实验,下列说法正确的是 (　　)
A.绝大多数α粒子沿直线穿过,偏转角很小,说明原子核内部大部分是空的
B.少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转,是由于其与电子发生了碰撞
C.极少数α粒子被弹回,说明原子中心是一个体积小、带正电且占有原子几乎全部质量的核
D.在α粒子散射实验中,当α粒子最接近原子核时,电势能最小
题组二　对原子核式结构模型的认识及理解
4.(2022 上海师范大学附属中学期中)卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明 (　　)
A.原子不可再分
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
5.(2022山东泰安期末)根据α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α粒子散射情景,图中实线表示α粒子的运动轨迹,则关于α粒子散射实验,下列说法正确的是 (　　)
A.根据α粒子散射实验可以估算原子大小
B.图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了直接碰撞
C.绝大多数α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.图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大
6.(2023湖北武汉中学月考)如图所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验装置示意图。
(1)下列关于该实验的描述正确的是　　　　。
A.α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成
B.该实验揭示了原子具有核式结构
C.实验结果表明绝大多数α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
(2)下列关于α粒子散射实验的说法中正确的是　　　　。
A.实验表明原子的中心有一个很大的核,它占有原子体积的绝大部分
B.实验表明原子的中心有一个很小的核,它集中了原子的全部正电荷
C.实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量
D.实验表明原子核是由质子和中子组成的
(3)下列有关α粒子散射实验的图中,O点表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是　　　　。
题组三　应用核式结构模型分析粒子的运动
7.(2023北京房山一模)α粒子以某一初速度接近重金属核,其运动轨迹如图所示,M、N、Q为轨迹上的三点,N点离重金属核最近,Q点比M点离重金属核更远。在重金属核产生的电场中,下列说法正确的是 (　　)
A.N点的电场强度比Q点小
B.N点的电势最高
C.α粒子从Q点运动到M点过程中,电势能减小
D.α粒子从Q点运动到M点过程中,速度一直减小
8.在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α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几个区域。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.一定在①区域
B.可能在②、③区域
C.可能在④区域
D.一定在⑤区域
第2节　原子的核式结构模型
基础过关练
1.AC 2.D 3.AC 4.C 5.C 7.B 8.A
1.AC　在卢瑟福α粒子散射实验中,α粒子穿过金箔后,绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进,故A正确;少数α粒子发生较大偏转,极少数α粒子偏转角度超过90°,极个别α粒子被反射回来,故B、D错误,C正确。
2.D　α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,极少数α粒子发生超过90°的大角度偏转,个别甚至被弹回,据此现象得出了原子核式结构。故选D。
3.AC　绝大多数α粒子沿直线穿过金箔,说明原子核内部大部分是空的,极少数α粒子被弹回,说明原子中心是一个体积小、带正电且占有原子几乎全部质量的核,A、C正确;少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转,是由于α粒子受到金原子核的库仑斥力作用较大,B错误;在α粒子散射实验中,当α粒子接近原子核时,电场力对α粒子做负功,电势能增加,因此α粒子最接近原子核时,电势能最大,D错误。故选A、C。
4.C　卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明原子具有核式结构,但不能表明原子核的结构,C正确,A、B、D错误。
5.C　根据α粒子散射实验可以估算原子核的大小,A错误;图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核之间的库仑斥力作用,并没有发生碰撞,B错误;绝大多数α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;图中大角度偏转的α粒子,库仑斥力先做负功后做正功,故电势能先增大后减小,D错误。故选C。
6.答案　(1)AB　(2)BC　(3)B
解析　(1)为了避免α粒子和空气中的原子碰撞影响实验结果,α粒子轰击金箔实验需要在真空条件下完成,故A正确;α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,故B正确;实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后不发生偏转,只有极少数发生大角度偏转,故C错误;该实验否定了汤姆孙原子模型的正确性,故D错误。
(2)α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的核是一个极小的核,并带有原子的全部正电荷,故A错误,B、C正确;卢瑟福在用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子,查德威克发现了中子(后面学习),故D错误。
(3)在α粒子的散射实验中,粒子所受原子核的作用力为斥力,指向轨迹弯曲的内侧,且离核越近的α粒子的运动轨迹越弯曲,则A、C、D错误,B正确。
7.B　由点电荷电场的场强公式E=可得离重金属核最近的N点电场强度最大,故A错误;离正点电荷场源最近的N点的电势最高,B正确;α粒子为氦原子核,带正电,又因为φN>φM>φQ,所以从Q点运动到M点过程中,电场力先做负功再做正功,α粒子的速度先减小再增大,电势能先增大再减小,故C、D错误。故选B。
8.A　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,故原子核不会在⑤区域;如果原子核在②、③区域,α粒子在P点受力方向没有指向轨迹曲线的凹侧,不合理;如果原子核在④区域,α粒子在Q点受力方向没有指向轨迹曲线的凹侧,不合理;只有原子核在①区域时,才会出现题图所示的轨迹,故应选A。
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