浙教版科学八下2.3 原子结构的模型（含答案）

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浙教版科学八下2.3 原子结构的模型（含答案）
一、选择题
1．人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期。以下是科学家及提出的原子结构模型（如图所示），其中符合原子结构模型建立先后顺序的是（　　）
A．①→②→③ B．③→②→① C．①→③→② D．③→①→②
2．图为某原子结构模型的示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的是（　　）
A．决定该原子种类的粒子是b
B．原子中b与c的数目一定相同且均为6
C．原子中a与c的数目一定相同
D．原子的质量集中在a和c上
3．如图是卢瑟福将带正电的α粒子流轰击金箔后的运动轨迹示意图，其中能说明原子质量几乎全部集中在原子核内的轨迹（　　）
A．a B．b C．c D．d
4．2019年7月6日，浙江余杭良渚古城遗址获准列入世界遗产名录。考古学家通过对有关遗址出土文物中的碳﹣14含量测定，推测其年代距今4700﹣5300年。碳﹣14原子与碳﹣12原子不同的是（　　）
A．质子数 B．核电荷数 C．电子数 D．中子数
5．国产化5G通信芯片用最新一代碳化硅衬底氮化镓（GaN）材料试制成功，打破国外的垄断。已知Ga元素某原子核内质子数为31，中子数为45，则该Ga原子的核外电子数为（　　）
A．14 B．31 C．45 D．76
6．原子结构模型的建立经历不断完善、不断修正的过程，使得模型更接近事物的本质，下列相关科学史描述不正确的是（　　）
A．英国化学家道尔顿提出了实心球模型，认为原子是坚实的、不可再分的实心球
B．英国物理学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子，且原子是电中性的
C．英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，得出正电荷均匀分布在整个原子内
D．丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
7．如图是小华学习微观粒子的层次结构后，以氧气为例进行的梳理，下列选项中与①②③对应的是（　　）
A．原子、原子核、核外电子
B．原子核、原子、核外电子
C．原子、核外电子、原子核
D．核外电子、原子核、原子
8．小实学习了氧气相关知识后，将其梳理成如下思维导图，请完成问题。
根据氧原子的微观结构图可知，氧原子的质子数为（　　）
A．2 B．6 C．8 D．16
9．英国科学家卢瑟福用一束带正电荷的金箔高速α粒子流，轰击一片很薄的金箔，得到了如图所示的实验现象。要解释本实验现象产生的原因，下列知识中不需要用到的是（　　）
A．同种电荷相互排斥
B．原子核外电子带负电荷
C．力是改变物体运动状态的原因
D．原子核的体积很小
10．原子结构模型的建立经历不断完善、不断修正的过程，使得模型更接近事物的本质，下列相关科学史描述不正确的是（　　）
A．英国化学家道尔顿提出了实心球模型，认为原子是坚实的、不可再分的实心球
B．英国物理学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子，且原子是电中性的
C．英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，得出正电荷均匀分布在整个原子内
D．丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
11．如图为小塘制作的原子模型，外圈上小球为电子，内圈为原子核。下列说法正确的是（　　）
A．该模型表示一种碳原子
B．该原子的核电荷数为2
C．该原子的质量主要集中在2个电子上
D．该原子核由2个中子和2个电子构成
12．氕（H）、氘（H）、氚（H）是氢的三种同位素原子。下列说法正确的是（　　）
A．氕、氘、氚是三种不同的元素 B．三种原子的质量相等
C．三种原子的核外电子数不同 D．氕原子中的中子数为0
二、填空题
13．19世纪以前，人们一直认为原子是不可分的。1897年汤姆生发现了带负电的电子，并提出“葡萄干布丁”模型。为进一步探究原子的结构，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后且不改变原来的方向，有一小部分α粒子改变原来的前进方向，甚至有极少数α粒子被反弹了回来！
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，卢瑟福等人认为：极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞。
【解释与结论】
（1）卢瑟福等人认为的“极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞”。这里的“核”指的是 　 　。
（2）能说明原子内部绝大部分是“空的”证据是 　 　。
（3）根据卢瑟福的实验所产生的现象，不能够获得的结论是 　 　。
A．原子核体积很小 B．原子核质量较大 C．原子核带正电 D．核外电子带负电
（4）请你根据对原子结构的认识，分析原子不显电性的原因 　 　。
14．为破解原子内部结构的奥秘，一代又一代科学家进行了不懈地探索。1911年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。
（1）卢瑟福在实验的基础上提出带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动，其模型图与下列选项中最符合的是 　 　。（用编号表示）
①葡萄干面包模型 ②分层结构模型
③电子云模型 ④核式结构模型
（2）根据α粒子散射实验，统计不同偏转角度的α粒子数量绘制图像，符合实验现象的图像是 　 　。
A. B. C.D.
15．在①分子、②原子、③质子、④中子、⑤电子、⑥原子核、⑦阳离子、⑧阴离子这些微粒中:
(1)显电中性的微粒有______;
(2)带正电的微粒有______;
(3)在同一原子里数目相等的是______。
16．人类对原子结构的认识,经历了汤姆生、卢瑟福和玻尔等提出的模型的过程。
(1)卢瑟福核式结构模型是在利用O粒子轰击金箔实验的基础上提出的。如图所示能正确反映他的实验结果的示意图是______(选填甲乙丙)。
(2)根据卢瑟福的实验所产生的现象，不能够获得的结论是______。
A.原子核体积很小 B.原子核质量较大 C.原子核带正电 D.核外电子带负电
17．小明同学收集了一些微粒的资料，请你和他一起根据表格数据回答下列问题。
粒子名称 质子数 中子数 电子数
A 14 14 14
B 26 30 24
C 14 14 18
D 14 18 14
（1）表格中属于互为同位素原子的是 　 　。
（2）比较C与D两种微粒，其中质量较大的是 　 　。
18．1911年著名物理学家卢瑟福等人为探索原子的内部结构进行了如下实验。他们用一束质量远大于电子的高速运动的α粒子轰击金箔，发现：大多数α粒子能穿过金箔，一小部分发生偏转，极少数被反弹回来。回答下列问题：
（1）1个α粒子由2个中子和2个质子构成，1个α粒子与1个He﹣4原子构成上的差别是 　 　。
（2）根据实验现象中α粒子“大多数”与“极少数”的对比分析，你能想象出关于Au原子结构的结论是 　 　。
19．人类对原子结构的认识永无止境。请根据所学知识回答：
（1）道尔顿最早提出原子的概念并认为原子是“不可再分的实心球体”，汤姆生认为原子是“嵌着葡萄干的面包”，如今这些观点均被证实是 　 　的（填“正确”或“错误”）。
（2）卢瑟福进行α粒子散射实验后，认为原子是“行星模型”，即原子是由原子核和核外电子构成。如图甲是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生α粒子散射的实验，在分析实验结果的基础上，他提出了图乙所示的原子核式结构，卢瑟福的这一研究过程是一个 　 　。
A.建立模型的过程 B.得出科学事实的过程 C.提出问题的过程 D获取证据的过程
（3）卢瑟福在α粒子散射实验中（α粒子带正电荷），断定原子中的绝大部分空间是空的，他的依据是 　 　；同时也断定原子核呈 　 　电性。
三、探究题
20．探究原子结构的奥秘：
【情景提供】19世纪以前，人们一直以为原子是不可分的，直到1897年，汤姆生发现了带负电的电子后，才引起人们对原子结构模型的探索。
【提出问题】电子带负电，原子不带电，说明原子内存在带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分布的呢？
【进行实验】1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图甲所示：
①α粒子源——放射性物质放出α粒子（原子核带2个单位正电荷），质量是电子质量的7000倍；
②金箔——作为靶子，厚度1μm，重叠了3000层左右的原子；
③荧光屏——α粒子打在上面发出闪光；
④显微镜——通过显微镜观察闪光，且通过360度转动可观察不同角度α粒子的到达情况。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被弹了回来如乙图所示。
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数α粒子就 　 　（填“会”或“不会”）发生大角度散射。
（2）1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明 　 　。
A.原子的质量是均匀分布的 B.原子内部绝大部分空间是空的
（3）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，从现代观点看，被打出的微粒是 　 　。
四、解答题
21．1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（一个α粒子内含2个质子）轰击金箔实验，发现以下现象（如图甲）。
现象1：大多数α粒子能穿过金箔而不改变原来运动方向。
现象2：少部分α粒子改变原来的运动方向。
现象3：极少数α粒子被弹了回来。
（1）图甲为α粒子轰击金箔时的运动轨迹，请在图一中补全A处α粒子的后半段大致运动轨迹。
（2）根据α粒子散射实验，统计不同偏转角度的α粒子数量，得到如图乙，其中能说明“原子内存在一个质量很大的原子核”的数据是 　 　点（用字母表示）。
（3）卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果产生了两种新粒子——氧原子和另一种粒子，其中氮原子和氧原子的本质区别在于 　 　。
（4）卢瑟福构建了核式原子结构模型，若、、分别代表电子、质子与中子，则下列各原子示意图中，属于同位素原子的是 　 　。
A. B. C. D.
答案
1．解：1904年汤姆生提出了葡萄干面包原子模型；1911 年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔提出了轨道式原子模型（即分层结构模型）。
所以，先后顺序为③→②→①。
故选：B。
2．解：A、质子数决定元素的种类，决定该原子种类的粒子是c，故错误；
B、质子数和中子数不一定相等，原子中b与c的数目不一定相同，故错误；
C、原子中质子数＝电子数，a与c的数目一定相同，故正确；
D、原子的质量主要集中在原子核上，集中在b和c上，故错误；
故选：C。
3．解：因为原子核带正电，占据的空间很小，集中了几乎所有原子的质量，所以当带正电的α粒子流轰击金箔后，遇到原子核会改变方向，被反弹回来，所以它的轨迹是c，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选：C。
4．解：A、碳﹣14原子与碳﹣12原子均是碳元素形成的原子，它们的质子数相同，故选项错误。
B、原子中核电荷数＝核内质子数，碳﹣14原子与碳﹣12原子的质子数相同，则核电荷数相同，故选项错误。
C、原子中核电荷数＝核内质子数＝核外电子数，碳﹣14原子与碳﹣12原子的质子数相同，则电子数相同，故选项错误。
D、相对原子质量＝质子数+中子数，碳﹣14原子与碳﹣12原子的质子数相同，但它们的相对原子质量不同，则它们的中子数一定不同，故选项正确。
故选：D。
5．解：根据在原子中质子数＝核电荷数＝核外电子数，Ga元素某原子核内质子数为31，可知该Ga原子的核外电子数为31。
故选：B。
6．解：A.1803年道尔顿提出了世界上第一个原子结构模型——实心小球模型，故选项A说法正确；
B.汤姆生发现了阴极射线是由速度很高的带负电的电子组成的，认为原子不是实心的，推翻了实心小球模型，并提出了枣糕模型，为原子的电中性提供了解释，故选项B说法正确；
C.卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，得出原子核带正电、居于原子中心、质量很大、在原子中所占体积很小的结论，故选项C说法错误；
D.玻尔改进了卢瑟福的模型，提出了电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动，解决了原子结构的稳定性问题，故选项D说法正确。
故选：C。
7．解：根据原子结构的知识可知：分子是由原子组成的，①处应该填写原子，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，所以②处填原子核，③处填核外电子，故A正确，BCD错误。
故选：A。
8．解：由氧原子的结构示意图可知，氧原子核外有8个电子，所以氧原子的质子数为8。
故选：C。
9．解：A、由于α粒子带正电，少数α粒子发生了较大角度的偏转，α粒子与原子核相互排斥，说明原子核带正电，同种电荷发生相互排斥，在α粒子散射实验中有涉及，故A不符合题意；
B、原子核外电子带负电荷，在α粒子散射实验中没有涉及，故B符合题意；
C、由于α粒子和原子核都带正电，同种电荷之间存在排斥力，故α粒子的运动状态改变，在α粒子散射实验中有涉及，故C不符合题意；
D、原子核的体积很小，在α粒子散射实验中有涉及，故D不符合题意。
故选：B。
10．解：A.1803年道尔顿提出了世界上第一个原子结构模型——实心小球模型，故选项A说法正确；
B.汤姆生发现了阴极射线是由速度很高的带负电的电子组成的，认为原子不是实心的，推翻了实心小球模型，并提出了枣糕模型，为原子的电中性提供了解释，故选项B说法正确；
C.卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，得出原子核带正电、居于原子中心、质量很大、在原子中所占体积很小的结论，故选项C说法错误；
D.玻尔改进了卢瑟福的模型，提出了电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动，解决了原子结构的稳定性问题，故选项D说法正确。
故选：C。
11．解：A、由模型可知该原子核外有2个电子，核内有2个质子，故该模型表示的是氦原子，故A错误；
B、由模型可知该原子核外有2个电子，核内有2个质子，核电荷数为2，故B正确；
C、原子的质量主要集中在原子核上，故C错误；
D、由模型可知该原子核由2个质子和2个中子构成，故D错误；
故选：B。
12．解：A、氕、氘、氚质子数都是l，都是氢元素，故A错误；
B、根据相对原子质量约等于质子数加中子数，氘原子的相对原子质量是2；氕原子的相对原子质量是1，氚原子的相对原子质量是3，故三种原子的质量不相等，故B错误；
C、氕、氘、氚质子数都是l，即核外电子数均为1，三种原子的核外电子数相同，故C错误；
D、相对原子质量约等于质子数加中子数，氕原子中的中子数为0，故D正确。
故选：D。
13．解：（1）“极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞”，说明遇到了质量很大的东西，即原子核质量很大，体积很小，这里的“核”指的是原子核；
（2）实验中绝大多数α粒子穿过金箔后且不改变原来的方向，说明原子内部绝大部分是“空的”；
（3）A、绝大多数α粒子穿过金箔后且不改变原来的方向，说明原子核的体积很小，原子核外空间很大，故A不符合题意；
B、有极少数的α粒子被反弹了回来，说明遇到了质量很大的东西，即原子核质量很大，故B不符合题意；
C、有一小部分α粒子改变原来的前进方向，又因为α粒子带正电，所以遇到了带正电的微粒才改变了方向，说明原子核带正电，故C不符合题意；
D、根据卢瑟福的实验，只能说明电子很小，对α粒子的运动几乎没有影响，所以不能够获得的结论是核外电子带负电，故D符合题意；
故选：D；
（4）原子核所带正电荷数与核外电子所带的负电荷数相等，所以原子不显电性。
故答案为：
（1）原子核；
（2）绝大多数α粒子穿过金箔后且不改变原来的方向；
（3）D；
（4）原子核所带正电荷数与核外电子所带的负电荷数相等。
14．解：（1）卢瑟福在实验的基础上提出带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动，其模型图④最符合。
（2）只有极少数α粒子发生极大角度的偏转，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。
故答案为：（1）④；（2）A。
15．(1)显示电中性的微粒是分子、原子、中子;
(2)带正电的微粒有质子、原子核、阳离子;
(3)在同一原子中数目相等的是质子、电子。
故答案为:(1)①②④;
(2)③⑥⑦;
(3)③⑤。
16．(1)原子不是一个实心球体,原子核体积很小,
原子核外的电子质量很小,可以忽略不计,所以大多数α粒子能穿透过去,由于a粒子带正电荷,原子核也带正电荷,同性相斥,所以少数a粒子遇到原子核,就会发生偏向,由于原子的质量主要集中在原子核上,所以极少数a粒子被反弹了回来,或发生了很明显的偏向,故选:乙;
(2)在卢瑟福的实验中,大多数a粒子穿过金箔后方向不变,极少数a粒子发生偏向,所以原子结构是
C,故填:C;
(3)根据卢瑟福的实验所产生的现象,说明原子核体积很小,原子核质量较大,原子核带正电,但是不能说明核外电子带负电,故填:D。
17．解：（1）质子数相同中子数不同的同一元素的原子互称同位素，则AD互为同位素。
（2）原子的质量主要集中在原子核上，原子核由质子和中子构成，则CD中质量较大的是D。
故答案为：
（1）AD；
（2）D。
18．解：（1）1个α粒子由2个中子和2个质子构成，1个He﹣4原子中有2个质子、2个中子和2个电子，则1个α粒子与1个He﹣4原子构成上的差别是：α粒子中没有电子，1个He﹣4原子中含有2个电子。
故答案为：α粒子中没有电子，1个He﹣4原子中含有2个电子。
（2）根据实验现象中α粒子“大多数”与“极少数”的对比分析可知，Au原子结构的结论是相对原子来说，原子核很小，原子质量主要集中在原子核上。
故答案为：相对原子来说，原子核很小，原子质量主要集中在原子核上。
19．解：（1）原子由居于原子中心的原子核及核外电子构成，原子核外是一个空旷的区域。道尔顿提出的原子学说认为原子是不可再分的实心球体，所以这个观点现在看来是错误的。
（2）卢瑟福用α粒子轰击金箔后产生散射现象（如图﹣1），在分析实验结果的基础上，他提出了原子结构模型（如图﹣2），是建立了模型。卢瑟福这一研究是建立模型的过程。
（3）卢瑟福推断原子中绝大部分空间是空的，绝大多数α粒子通过金箔并按原来方向运动。由少数α粒子运动方向发生偏转可知，原子核带正电荷。
故答案为：（1）错误。
（2）A。
（3）绝大多数α粒子通过金箔并按原来方向运动，说明绝大多数α粒子未受到影响；正。
20．解：（1）极少数α粒子散射的原因是受到了一个体积小但质量相对而言较大的粒子的斥力，这说明原子质量、正电荷在原子内并不是均匀分布的；
（2）绝大多数α粒子穿过后方向不变，这是由于它们穿过了原子内部的空间，这也说明原子内部绝大部分空间是空的；
（3）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，说明原子核内的质子数变成了8个，所以打出的微粒是质子。
故答案为：（1）不会；（2）原子内部绝大部分空间是空的；（3）质子。
21．解：（1）结合现象及图可知，少部分α粒子改变原来的运动方向，A处α粒子离核较近，会改变运动方向，且满足离核越远改变方向的幅度越小，故A处α粒子的后半段大致运动轨迹如图。
（2）结合现象及图可知，极少数α粒子被弹了回来，这说明原子内存在一个质量很大的原子核，即C能说明原子内存在一个质量很大的原子核。
（3）同一类原子的原子核内质子数相同，氮原子和氧原子的本质区别在于质子数不同。
（4）同位素原子的原子核内质子数相同，A、B、C、D中的质子数分别为1、1、1、2，故选项中属于同位素原子的是ABC。
故答案为：
（1）；
（2）C；
（3）质子数不同；
（4）ABC。
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