同步课时精练（十八）5.1原子的结构（后附解析）

同步课时精练（十八）5.1 原子的结构（后附解析）
一、单选题
1．欧内斯特·卢瑟福，新西兰著名物理学家，著名的原子核物理学之父，学术界公认他为继法拉第之后最伟大的实验物理学家。下列关于他的贡献说法正确的是（　　）
A．卢瑟福根据粒子散射实验得出原子核是可以再分的
B．卢瑟福最早发现了天然放射现象
C．卢瑟福发现了质子
D．卢瑟福发现了中子
2．关于物理学史，下列说法不正确的是
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子
B．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在
C．密立根最早测得电子电荷量
D．普朗克提出了量子理论和光子说
3．关于物理学家对物理学发展做出的突出贡献，以下说法中正确的是（ ）
A．伽利略利用猜想加实验的方法正确描述了自由落体运动规律
B．牛顿发现了万有引力定律并用实验首次测定了万有引力常量
C．法拉第经过多年的研究首次发现了电流的磁效应
D．卢瑟福利用粒子轰击氮核从而发现了原子核中有中子
4．根据你所掌握的物理知识，判断下列正确的是（　　）
A．JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
B．小明在计算中解得位移，用单位制的方法检查，这个结果可能是正确的
C．物理中所有公式都是用比值定义法定义的
D．库仑通过扭秤实验发现了点电荷之间的作用规律，并测得静电力常量的数值
5．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是(　　)
A．氢原子只有几个能级
B．氢原子只能发出平行光
C．氢原子有时发光，有时不发光
D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的
6．在物理学发展过程中，观测、科学实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用，下列说法符合历史事实的是（　　）
A．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核
B．法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C．卢瑟福通过粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷
7．如图为氢原子的发射光谱，是其中的四条光谱线，已知普朗克常量、真空中光速，可见光的波长之间，则下列说法正确的是（　　）
A．该光谱由氢原子核能级跃迁产生
B．谱线对应光子的能量最大
C．谱线对应的是可见光中的红光
D．谱线对应光照射逸出功为的金属钾，该金属钾可以发生光电效应
8．氦离子的能级图如图所示。已知可见光的光子能量在1.63eV～3.10eV的范围内，则下列说法正确的是（　　）
A．一群氦离子从n=3能级向低能级跃迁时，会辐射出可见光
B．用红外线照射处于基态的氦离子，可使其跃迁至某一激发态
C．氦离子从n=5能级向n=4能级跃迁时，辐射出的光可用于杀菌消毒
D．要使处于基态的氦离子被激发后可辐射出可见光，最少应给氦离子提供51.0eV的能量
9．下列说法中符合史实的是
A．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应
B．牛顿从万有引力定律出发，总结出了真空中两个点电荷间的静电作用规律
C．卢瑟福根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况的分析而发现的电子
D．法拉第经过了多次实验终于发现了电磁感应现象
二、多选题
10．下列关于巴耳末公式=R∞（－）的理解，正确的是（　　）
A．巴耳末系的4条谱线位于红外区
B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱
C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱
D．在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短
11．关于原子模型，下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙发现电子，说明原子的“枣糕”模型是正确的
B．卢瑟福粒子散射实验说明原子核具有结构
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子的轨道是量子化的
D．按照电子云概念，原子中电子的坐标没有确定的值
12．根据粒子散射实验，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粒子散射图，图中实线表示粒子的运动轨迹。则关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　）
A．图中大角度偏转的粒子的电势能先增大后减小
B．绝大多数粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，是因为粒子未受到金原子核的作用力
C．因为原子核占据原子的空间很小，所以只有极少数粒子发生大角度偏转
D．根据粒子散射实验可以估算原子大小
三、解答题
13．已知阴极射线管电极间的电压为，假设电子离开阴极表面时的初动能为0，求电子到达阳极时的动能。
14．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？
15．如图所示为氢原子最低的四个能级，当一群氢原子处于n=4 的能级上向低能级跃迁时∶
(1)有可能放出几种能量的光子？
(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？
(3)已知金属钠的截止频率为 5.53×1014Hz，普朗克常量 h=6.63×10-34Js。请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
解析：A．卢瑟福根据粒子散射实验得出原子有复杂结构，故A错误；
B．贝克勒尔最早发现了天然放射现象，故B错误；
C．卢瑟福发现了质子，故C正确；
D．查德威克发现了中子，故D错误。
答案：C。
2．D
解析：汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故A正确；卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故B正确；美国科学家密立根最早用油滴实验测得电子电荷量的精确数值，故C正确．普朗克提出了量子理论，为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，故D错误；本题选错误的，答案：D．
点拨：汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的．卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，密立根最早用油滴实验测得电子电荷量的精确数值，普朗克提出了量子理论，爱因斯坦提出了光子说．
3．A
解析：A．伽利略利用斜面“外推”研究自由落体运动时，直接测量铜球的位移与时间的关系，外推得到铜球的速度与时间的关系，然后得到自由落体运动的规律，故A正确；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，故B错误；
C．法拉第经过多年的实验探索终于发现了电磁感应现象，奥斯特发现了电流的磁效应，故C错误；
D．卢瑟福在用粒子轰击氮核发现了质子，并预言了中子的存在，故D错误；
答案：A。
4．A
解析：A．JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构，选项A正确；
B．力的单位为N，质量的单位为kg，时间的单位为s，则的单位为
该单位不是长度的单位，故该结果必然是错误的，B错误；
C．不是所有公式都是比值定义法，有的公式是决定式，例如 ，选项C错误；
D．静电力常量的数值是在电量的单位得到定义之后，后人通过麦克斯韦方程计算得出的，D错误。
答案：A。
5．D
解析：本题考查的是氢原子光谱的相关问题，只有几条不连续的亮线，其原因是氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的，D正确。
答案：D。
6．D
解析：A．贝克勒尔通过对天然放射性研究发现了原子核内部是有结构的，选项A错误；
B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项B错误；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，没有证实在原子核内存在质子，选项C错误；
D．汤姆孙通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，选项D正确。
答案：D。
7．D
解析：A．氢原子的发射光谱是由氢原子核外电子的跃迁产生，故A错误；
B．谱线波长最长，频率最小，根据可知光子能力最小，故B错误；
C．可见光的波长介于之间，由于不同颜色的光波长由长到短依次是“红橙黄绿青蓝紫”，所以红光、橙光波长较长，应该靠近，蓝光、紫光波长较短，应该靠近，故谱线对应的不是可见光中的红光，故C错误；
D．根据
谱线对应的光子能量大于金属钾的光电子逸出功，所以该金属钾可以发生光电效应，故D正确。
答案：D。
8．D
解析：A．一群氦离子从n=3能级向低能级跃迁时，辐射出的能量超出了可见光范围。A错误；
B．用红外线照射处于基态的氦离子，无法使氦离子跃迁。B错误；
C．氦离子从n=5能级向n=4能级跃迁时，辐射出的光的能量为1.22eV，其能量低于可见光，而能量大于可见光的紫外线具有杀菌消毒的作用，C错误；
D．要使处于基态的氦离子被激发后可辐射出可见光，至少要跃迁到第4能级，即最少应给氦离子提供51.0eV的能量。D正确。
答案：D。
9．D
解析：A.奥斯特根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应，A错误；
B.库仑从万有引力定律出发，总结出了真空中两个点电荷间的静电作用规律，B错误；
C.汤姆生根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况的分析而发现的电子，C错误；
D.法拉第经过了多次实验终于发现了电磁感应现象，D正确．
10．CD
解析：A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线时得到的，故A错误；
BC．公式中n只能取大于或等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，故B错误，C正确；
D．根据公式可知，n值越大，对应的波长λ越短，故D正确。
答案：CD。
11．CD
解析：A.汤姆生发现电子，提出原子的枣糕模型，故A错误．
B.卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型，故B错误．
C.按照玻尔理论，氢原子核外电子的轨道是量子化的，故C正确．
D.氢原子核外电子的轨道是量子化的，结合测不准原理可知，电子的轨道是测不准的，其轨道只能是在一定的范围内出现的概率的大小，即电子云．故D正确．
12．AC
解析：A．图中大角度偏转的α粒子的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A正确；
B．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，故B错误；
C．因为原子核占据原子的空间很小，所以只有极少数α粒子才能受到原子核的较大的斥力作用发生大角度偏转，选项C正确；
D．依据α粒子散射实验可以估算原子核的大小，而不是原子的大小，故D错误；
答案：AC。
13．3000eV
解析：根据动能定理得
所以电子到阳极的动能为
14．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析
解析：（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．
15．（1）6种；（2） ；（3）不能发生光电效应
解析：（1）可能放出 能量的光子；
（2）氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子波长最长
解得
（3）氢原子放出的光子能量
带入数据得
金属钠的逸出功
则不能发生光电效应。
答案第1页，共2页
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