同步课时精练（十六）4.3原子的核式结构模型（含解析）

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同步课时精练（十五）4.3 原子的核式结构模型（后附解析）
一、多选题
1．关于阴极射线的性质，判断正确的是（　　）
A．阴极射线带负电
B．阴极射线带正电
C．阴极射线的比荷比质子比荷大
D．阴极射线的比荷比质子比荷小
2．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
3．用粒子轰击金箔，粒子在接近金原子核时发生偏转的情况如图所示，则粒子的路径可能是（　　）
A．a B．b C．c D．a、b、c都是不可能的
二、单选题
4．在α粒子散射实验中，使α粒子发生大角度偏转的力是（ ）
A．磁场力
B．电场力
C．万有引力
D．弹力
5．根据物理学发展历史事实，下列说法正确的是（　　）
A．康普顿发现了光电效应，继而他提出了光子的概念
B．卢瑟福研究ɑ粒子散射实验，最终查德威克提出了原子核式结构模型
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，并首先发现光电效应。
D．开普勒发现行星运动三大定律，其中第三定律表明太阳系内所有天体的=C都是相同的
6．卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出（ ）
A．原子的核式结构模型． B．原子核内有中子存在．
C．电子是原子的组成部分． D．原子核是由质子和中子组成的．
7．如图所示是查德威克发现中子的装置示意图，由天然放射性元素钋（Po）放射出的粒子流A轰击铍（Be）时会产生粒子流B，用粒子流B轰击石蜡时，会打出质子流C，图中粒子流A是（ ）
A．中子流
B．α射线
C．β射线
D．γ射线
8．下列说法中正确的是（　　）
A．汤姆孙发现电子，并测定了电子的电荷量
B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”
C．核反应U→Th＋X中，X代表的是α粒子，该过程表示α衰变
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
9．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中，α粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是（　　）
A．α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小
B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
C．α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大
D．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑引力较大
10．关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的有（　　）
A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使α粒子受力平衡的结果
B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大部分空间是均匀的
C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大
11．下列说法符合事实的是（ ）
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了小炭粒分子运动的无规则性
B．第一个提出量子概念的科学家是爱因斯坦
C．法拉第经过长达十年的实验探究，发现了电磁感应现象
D．J·J·汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型
12．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是
A．原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内
B．原子的质量均匀分布在整个原子范围内
C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内
D．原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内
三、解答题
13．J．J．汤姆孙是通过怎样的实验和推理过程发现电子的？
14．密立根实验的原理如图所示，A、B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电。从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。已知小油滴静止处的电场强度是，油滴半径是，油的密度是，求油滴所带的电荷量和这个电荷量是电子电荷量的多少倍？（π取3.14，g取9.8m/s2，e取）
15．美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量，油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上、下板分别带正、负电荷，油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦带负电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况，两金属板间的距离为d.（忽略油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力）
（1）调节两金属板间的电压，当时，观察到某个质量为，的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量.
（2）若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差时，观察到某个质量为的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量.
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．AC
解析：AB．阴极射线是电子流，电子带负电，因此阴极射线带负电，故A正确，B错误；
CD．电子的电量与质子的电量相等，电子的质量比质子小，所以电子的比荷比质子大，故C正确，D错误。
故选AC。
2．AD
解析：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。
3．AC
解析：由于粒子带正电荷，而金的原子核也带正电荷，两者之间是排斥力，受力向外，当入射的粒子偏离原子核时，将沿着类似于a路径方向被排斥远离，当入射的粒子几乎正对金原子核时，会被原子核“反弹”几乎沿原路返回，沿类似于c的轨迹运动。
故选AC。
4．B
解析：在α粒子散射实验中，有些α粒子发生大角度偏转是受到了原子核的作用力，即电场力，故B正确，ACD错误．
5．C
解析：A．赫兹发现了光电效应，爱因斯坦提出了光子的概念，A错误；
B．卢瑟福研究ɑ粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型，B错误；
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，并首先发现光电效应，C正确；
D．开普勒第三定律表明太阳系内绕太阳公转的所有行星的=C都是相同的，不包括行星的卫星，D错误；
故选C。
6．A
解析：卢瑟福的粒子散射实验中，用粒子轰击金箔，发现粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°．而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转．所以1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
故选A．
7．B
解析：用放射源钋的射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流。所以A为射线，B为中子，C为质子，ACD错误，B正确。
故选B。
8．C
解析：A．汤姆孙发现电子，密立根测定了电子的电荷量，选项A错误；
B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构理论，选项B错误；
C．核反应U→Th＋X中，X质量数为4，电荷数为2，代表的是α粒子，该过程表示α衰变，选项C正确；
D．根据德布罗意波长表达式
动量相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等，选项D错误。
故选C。
9．A
解析：A．α粒子运动过程中受到库仑力作用，根据牛顿第二定律
可知从a到c的运动过程中加速度先变大后变小，A正确；
B．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，B错误；
C．α粒子从a到c的运动过程中电场力先做负功，后做正功，所以电势能先增大后减小，C错误；
D．α粒子和原子核均带正电，所以α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大，D错误。
故选A。
10．C
解析：AB．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），从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，并不是正电荷均匀分布在原子核内，故AB错误；
CD．极少数α粒子发生大角度偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，α粒子发生大角度偏转，是由于原子核对α粒子的排斥力很大，故C正确，D错误。
故选C。
11．C
解析：A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，是因为受到水分子的撞击，这反映了水分子运动的无规则性，A错误；
B．第一个提出量子概念的科学家是普朗克，B错误；
C．法拉第经过长达十年的实验探究，发现了电磁感应现象，C正确；
D．J·J·汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，D错误。
故选C。
12．D
解析：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，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．
A．原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内，与结论不相符，选项A错误；
B．原子的质量均匀分布在整个原子范围内，与结论不相符，选项B错误；
C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内，与结论不相符，选项C错误；
D．原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内，与结论相符，选项D正确；
故选D．
点拨：本题比较简单考查了卢瑟福的原子核式结构模型，要了解该模型提出的历史背景，知道该模型的具体内容．
13．见解析
解析：J．J．汤姆孙通过测定阴极射线的电性实验，测得阴极射线中含有带负电的粒子，然后通过带电粒子在磁场和电场中的运动实验测定阴极射线中负粒子的比荷的大小，从而推理得到阴极射线中的粒子是电子。
14．，5
解析：根据题意可知，小油滴质量为
根据平衡条件有
联立解得
代入数据解得
小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的倍数为
15．（1） （2）
解析：(1)当时，油滴恰好做匀速直线运动，满足
解得
.
(2)当时，质量为的油滴做匀加速运动，满足
联立解得
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答案第1页，共2页
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