人教版物理高二选修1-2第三章第二节原子核的结构同步训练
文档属性
| 名称 | 人教版物理高二选修1-2第三章第二节原子核的结构同步训练 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 237.5KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-05-25 11:37:51 | ||
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文档简介
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人教版物理高二选修1-2第三章
第二节原子核的结构同步训练
一．选择题
1．在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，这是因为与α粒子相比，电子的（ ）
A．电量太小 B．速度太小 C．体积太小 D．质量太小
答案：D
解析：解答：α粒子的质量是电子质量的7000多倍，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
分析：在α粒子散射实验中，由于电子的质量较小，α粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样．
2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（ ）
A． B．
C． D．
答案：D
解析：解答：实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC错误，D正确．
故选：D．
分析：本题比较简单，正确理解α粒子散射实验的结果即可解答．
3．二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（ ）
A．α粒子散射实验 B．发现质子的实验
C．发现电子的实验 D．发现中子的实验
答案：A
解析：解答：本实验是α粒子散射实验，卢瑟福根据极少数α粒子产生大角度偏转，提出了原子的核式结构模型．故A正确．
故选：A
分析：解答本题应抓住：该实验是卢瑟福和他的助手们做的α粒子散射实验，根据这个实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．
4．物理学家通过对α粒子散射实验结果的分析（ ）
A．提出了原子的葡萄干蛋糕模型
B．确认在原子内部存在α粒子
C．认定α粒子发生大角度散射是受到电子的作用
D．认识到原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核内
答案：D
解析：解答：a粒子散射实验现象为：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来．卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，
A、汤姆生提出原子的葡萄干蛋糕模型，故A错误；
BCD、由上分析可知，故BC错误，D正确．
故选：D．
分析：本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象及其结论即可正确解答．
5．汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（ ）
A．α粒子散射实验 B．阴极射线实验
C．α粒子轰击铍核实验 D．α粒子轰击氮核实验
答案：B
解析：解答：A、卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，证实了原子是可以再分的，故A错误．
B、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，故B正确．
CD、由上分析可知，故CD错误．
故选：B．
分析：根据物理学史解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
6．关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列叙述中与得到的实验结果相符的是（ ）
A．所有α粒子穿过金箔后偏转角度都很小
B．大多数α粒子发生较大角度的偏转
C．向各个方向运动的α粒子数目基本相等
D．极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转
答案：D
分析：本题比较简单，正确理解α粒子散射实验的结果即可解答．
解析：解答：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，
实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC错误，D正确．
故选：D．
7．下列事例中能说明原子具有核式结构的是（ ）
A．光电效应现象的发现
B．汤姆逊研究阴极射线时发现了电子
C．卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转
D．天然放射现象的发现
答案：C
解析：解答：A、光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误；
B、汤姆逊研究阴极射线，是发现电子的实验，故B错误；
C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核．故C正确；
D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构．故D错误．
故选：C．
分析：本题比较简单，考查了近代物理中的几个重要试验及发现，要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义．
8．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某金属原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势而上，则下列说法中正确的是（ ）
A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小
B．α粒子在B处的速度最大
C．α粒子在A、C处的速度相同
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小
答案：D
解析：解答：AB、由A到B，库仑力做负功，动能减小，则A处的动能大于B处的动能，A处的速度大于B处的速度．故A、B错误．
C、由A运动到C，库仑力做功为零，则动能不变，所以经过A、C的速度大小相等，而不是速度相同．故C错误．
D、由B到C，库仑力做正功，根据动能定理知，动能增大，则C点的速度大于B点的速度．故D正确．
故选：D．
分析：根据库仑力做功，结合动能定理判断动能的变化，通过库仑力做功判断电势能的变化．
9．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
答案：A
解析：解答：α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有A正确，BCD错误．
故选：A．
分析：在卢瑟福α粒子散射实验中，大多数粒子沿直线前进，少数粒子辐射较大角度偏转，极少数粒子甚至被弹回．
10．有关对原子的说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量
B．密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量
C．汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
答案：D
解析：解答：A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，但没有测出电子的电量，是密立根测出了电子的电量；故A错误；
B、密立根通过著名的油滴实验测出了电子的电量；并没有研究电子在电场中的匀速直线运动的研究；故B错误；
C、汤姆孙提出的原子模型中提出核外电子等于核内的正电荷；对外呈现电中性；故C错误；
D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型；故D正确；
故选：D．
分析：解答本题应明确对原子的认识过程，知道汤姆孙、密立根及卢瑟福在原子发现过程中所做出的贡献．
11．原子的质量主要集中在（ ）
A．质子上 B．中子上 C．电子上 D．原子核上
答案：D
解析：解答：原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D
分析：根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．
12.卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的示意图中，①、②两条线表示实验中α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为（ ）
A．轨迹a B．轨迹b C．轨迹c D．轨迹d
答案：A
解析：解答：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a．
故选：A．
分析：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：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），据此可得出沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹．
13．以下说法中正确的是（ ）
A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．γ射线是一种波长很短的电磁波
D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
答案：C
解析：解答：A、a粒子大角度散射表明a粒子受到了原子内部原子核对它的斥力．故A错误．
B、β衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的电子就是β粒子，可知β衰变现象不是说明电子是原子核的组成部分．故B错误．
C、γ射线是一种波长很短的电磁波．故C正确．
D、放射性元素的半衰期与其所处的物理环境及化学状态无关，由原子核内部因素决定．故D错误．
故选：C．
分析：a粒子大角度散射表明原子内部有一很小的核，即原子核，集中了全部的正电荷及几乎全部的质量．γ射线是一种波长很短的电磁波．
β衰变产生的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．半衰期与温度无关．
14. 汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（ ）
A．α粒子散射实验 B．阴极射线实验
C．α粒子轰击铍核实验 D．α粒子轰击氮核实验
答案：B
解析：解答：A、卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，证实了原子是可以再分的，故A错误．
B、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，故B正确．
CD、由上分析可知，故CD错误．
故选：B．
分析：根据物理学史解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
15. 关于α粒子的散射实验，下列说法中不正确的是（ ）
A．该实验说明原子中正电荷是均匀分布的
B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用
C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上
D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，发生大角度散射的α粒子就越少
答案：A
解析：解答：ABC、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1/7300，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，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故A错误，BC正确；
D、相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，根据运量守恒定律，可知，发生大角度散射的α粒子就越少，故D正确．
本题选择错误的，故选：A．
分析：这是因为原子核带正电荷且质量很大，阿尔法粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥和阿尔法粒子被质量较大的原子核弹回．
二．填空题（共5小题）
16．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是 ．
答案：α粒子的散射实验
解析：解答：卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型；
故答案为：α粒子的散射实验．
分析：卢瑟福在α粒子的散射实验基础上提出了原子的核式结构模型，要了解各种模型提出的历史背景以及物理意义．
17．如图甲为卢瑟福的原子核式结构模型图，原子的中间有一个体积很小、带正电的核，卢瑟福推算出原子核的直径约为 m；如图乙为α粒子散射实验现象模拟图，图中只有极少数α粒子有机会从离核很近的地方经过，是因为受到比较大的 力，才会发生大角度的偏转．
答案：10﹣15 排斥
解析：解答：原子核直径的数量级为10﹣15m，在α粒子散射实验中，极少数α粒子从离核很近的地方经过，发生大角度偏转是受到了原子核较大的排斥力作用．
故答案为：10﹣15；排斥
分析：卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，原子核直径的数量级为10﹣15m，原子核带正电荷且质量很大，α粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥和α粒子被质量较大的原子核弹回．
18．卢瑟福通过 实验，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的 结构模型．
答案：α粒子散射|核式
解析：解答：卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．
故答案为：α粒子散射，核式
分析：汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．
19．为了研究原子的结构，卢瑟福和他的同事做了如图所示的 实验，显微镜是图中的 ．（选填“A”、“B”、“C”或“D”）
答案：α粒子散射|D
解析：解答：卢瑟福和他的同事做了α粒子散射实验；
A装置产生α粒子，然后α粒子穿过金箔，也就是B装置，发生散射现象，从D装置也就是显微镜观察．
故答案为：α粒子散射；D．
分析：根据卢瑟福和他的同事做的α粒子散射实验的实验装置图即可分析求解．
20．卢瑟福通过如图所示的实验装置发现了质子．
（1）卢瑟福用α粒子轰击 核，第一次实现了原子核的 ．
（2）关于该实验，下列说法中正确的是
A．通过显微镜来观察荧光屏上α粒子所产生的闪光
B．银箔可以吸收产生的新粒子
C．实验必须在真空、密封容器内进行
D．测出新产生的粒子的质量和电量，明确这就是氢原子核．
答案：（1）氮，人工转变|（2）D
解析：解答：（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，并首次实现原子核的人工转变
（2）卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子，实验装置中银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，但是不能阻挡其它粒子的穿过，这样可判断是否有新的粒子产生试验中根据质量数和电荷数守恒，明确了新产生的粒子就是氢原子核．故ABC错，D正确．
故选D
故答案为：（1）氮，人工转变；（2）D
分析：卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，并首次实现原子核的人工转变，
三．解答题（共5小题）
21．在某些恒星内部，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，已知氘核的质量m1为3.3436×10﹣27kg，氚核的质量m2为5.0082×10﹣27kg，氦核的质量m3为6.6467×10﹣27kg，中子的质量m4为1.6749×10﹣27kg，真空中光速c=3.0×l08m/s．
（1）写出核反应方程；
答案：核反应方程为：H+H→He+n
（2）这个反应中释放的核能为多少？（结果保留一位有效数字）
答案：这个反应中释放的核能为3×10﹣12J
解析：解答：（1）氘核与氚核的电荷数是1，氦核的电荷数是2，所以该反应方程为：H+H→He+n
（2）该反应的过程中，质量的减小为：△m=m1+m2﹣m3﹣m4（3.3436+5.0082﹣6.6467﹣1.6749）×10﹣27kg=0.03020×10﹣27kg
该反应释放的核能：△E=△m c2=0.03020×10﹣27×9×1016≈3×10﹣12J
答：（1）核反应方程为：H+H→He+n；（2）这个反应中释放的核能为3×10﹣12J
分析：根据质量数与质子数守恒，书写核反应方程，再由爱因斯坦质能方程求出释放的核能，从而即可求解．
22．为了验证爱因斯坦质能方程△E=△mc2，设计了下面的实验：用动能E1=0.9MeV的质子去轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和E=19.9MeV．（质子、锂7核、α粒子的质量分别是1.0073u、7.016u、4.0015u，1u=931.5Mev）
（1）写出该核反应方程式；
答案：H+Li→2
（2）计算核反应过程中释放的能量△ E；
答案：计算核反应过程中释放的能量△ E=18.90945MeV
（3）通过计算说明△ E=△ mc2的正确性．
答案：在误差允许的范围内：△ E=△ mc2是正确的
解析：解答：（1）由质量数与核电荷数守恒可知，
核反应方程式为：H+Li→2；
（2）核反应前后的质量亏损：
△ m=1.0073+7.016u﹣2×4.0015u=0.0203u
核反应中释放的能量：△ E=△mc2，
代入数据解得：△ E=18.90945MeV，
（3）系统增加的能量：△ E′=E﹣E1=19.9﹣0.9=19MeV
这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以△E=△mc2正确．
答：（1）该核反应方程式为：H+Li→2；
（2）计算核反应过程中释放的能量△E=18.90945MeV；
（3）在误差允许的范围内：△E=△mc2是正确的．
分析：（1）根据质量数与核电荷数守恒写出核反应方程式．
（2）反应物与生成物之间质量之差等于质量亏损，依据爱因斯坦质能方程E=mc2，可以求得释放的核能．
（3）依据E=mc2，可以求得释放的核能，依据计算结果进行验证即可．
23．一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？
答案：解答：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．
U的原子序数为92，即质子数为92，中子数等于质量数减去质子数，即为235﹣92=143．
答：它的核子数，质子数和中子数分别是235、92、143．
解析：
分析：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．原子序数等于质子数，质子数与中子数的和等于质量数．
24．在某些恒星内部，3个α粒子结合成一个C核，C的质量是12.000000u，He的质量是4.001509u．（已知质量亏损1u相当于释放931.5Mev的能量）
（1）写出这个核反应方程，
答案：→C
（2）计算这个反应中释放的能量．
答案：发生一次核反应释放的能量4.19MeV
解析：解答：（1）根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：→C；（2）一次核反应方程的质量亏损为：△m=3mα﹣mC=3×4.0015u﹣12u=0.0045 u；
发生一次核反应释放的核能为：△E=0.0045 u×931.5MeV/u=4.19 MeV
答：（1）→C；（2）发生一次核反应释放的能量4.19MeV．
分析：根据核反应方程质量数和核电荷数守恒列出热核反应方程．应用质能方程△E=△mc2求解发生一次核反应释放的能量．
25．已知中子的质量是mn=1.6749×10﹣27kg，质子的质量是mp=1.6726×10﹣27 kg，氘核的质量是mD=3.3436×10﹣27kg，试分析中子和质子结合成氘核的过程中．
（1）写出上述核反应方程式．
答案：核反应方程为n+H→H
（2）能量变化了多少．
答案：能量变化了3.51×10﹣13J
解析：解答：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，n+H→H；（2）1个中子和1个质子结合成氘核时质量亏损：△m=mn+mP﹣mD根据爱因斯坦质能方程，放出的能量：△E=△mc2=（mn+mP﹣mD）c2=（1.6749+1.6726﹣3.3436）×10﹣27×（3×108）2=3.51×10﹣13J；答：（1）核反应方程为n+H→H．（2）能量变化了3.51×10﹣13J．
分析：根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量．
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人教版物理高二选修1-2第三章
第二节原子核的结构同步训练
一．选择题
1．在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，这是因为与α粒子相比，电子的（ ）
A．电量太小 B．速度太小 C．体积太小 D．质量太小
答案：D
解析：解答：α粒子的质量是电子质量的7000多倍，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
分析：在α粒子散射实验中，由于电子的质量较小，α粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样．
2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（ ）
A． B．
C． D．
答案：D
解析：解答：实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC错误，D正确．
故选：D．
分析：本题比较简单，正确理解α粒子散射实验的结果即可解答．
3．二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（ ）
A．α粒子散射实验 B．发现质子的实验
C．发现电子的实验 D．发现中子的实验
答案：A
解析：解答：本实验是α粒子散射实验，卢瑟福根据极少数α粒子产生大角度偏转，提出了原子的核式结构模型．故A正确．
故选：A
分析：解答本题应抓住：该实验是卢瑟福和他的助手们做的α粒子散射实验，根据这个实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．
4．物理学家通过对α粒子散射实验结果的分析（ ）
A．提出了原子的葡萄干蛋糕模型
B．确认在原子内部存在α粒子
C．认定α粒子发生大角度散射是受到电子的作用
D．认识到原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核内
答案：D
解析：解答：a粒子散射实验现象为：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来．卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，
A、汤姆生提出原子的葡萄干蛋糕模型，故A错误；
BCD、由上分析可知，故BC错误，D正确．
故选：D．
分析：本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象及其结论即可正确解答．
5．汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（ ）
A．α粒子散射实验 B．阴极射线实验
C．α粒子轰击铍核实验 D．α粒子轰击氮核实验
答案：B
解析：解答：A、卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，证实了原子是可以再分的，故A错误．
B、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，故B正确．
CD、由上分析可知，故CD错误．
故选：B．
分析：根据物理学史解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
6．关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列叙述中与得到的实验结果相符的是（ ）
A．所有α粒子穿过金箔后偏转角度都很小
B．大多数α粒子发生较大角度的偏转
C．向各个方向运动的α粒子数目基本相等
D．极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转
答案：D
分析：本题比较简单，正确理解α粒子散射实验的结果即可解答．
解析：解答：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，
实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC错误，D正确．
故选：D．
7．下列事例中能说明原子具有核式结构的是（ ）
A．光电效应现象的发现
B．汤姆逊研究阴极射线时发现了电子
C．卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转
D．天然放射现象的发现
答案：C
解析：解答：A、光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误；
B、汤姆逊研究阴极射线，是发现电子的实验，故B错误；
C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核．故C正确；
D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构．故D错误．
故选：C．
分析：本题比较简单，考查了近代物理中的几个重要试验及发现，要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义．
8．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某金属原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势而上，则下列说法中正确的是（ ）
A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小
B．α粒子在B处的速度最大
C．α粒子在A、C处的速度相同
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小
答案：D
解析：解答：AB、由A到B，库仑力做负功，动能减小，则A处的动能大于B处的动能，A处的速度大于B处的速度．故A、B错误．
C、由A运动到C，库仑力做功为零，则动能不变，所以经过A、C的速度大小相等，而不是速度相同．故C错误．
D、由B到C，库仑力做正功，根据动能定理知，动能增大，则C点的速度大于B点的速度．故D正确．
故选：D．
分析：根据库仑力做功，结合动能定理判断动能的变化，通过库仑力做功判断电势能的变化．
9．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
答案：A
解析：解答：α粒子在靠近金原子核时，离核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，根据这个特点可以判断出只有A正确，BCD错误．
故选：A．
分析：在卢瑟福α粒子散射实验中，大多数粒子沿直线前进，少数粒子辐射较大角度偏转，极少数粒子甚至被弹回．
10．有关对原子的说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量
B．密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量
C．汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
答案：D
解析：解答：A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，但没有测出电子的电量，是密立根测出了电子的电量；故A错误；
B、密立根通过著名的油滴实验测出了电子的电量；并没有研究电子在电场中的匀速直线运动的研究；故B错误；
C、汤姆孙提出的原子模型中提出核外电子等于核内的正电荷；对外呈现电中性；故C错误；
D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型；故D正确；
故选：D．
分析：解答本题应明确对原子的认识过程，知道汤姆孙、密立根及卢瑟福在原子发现过程中所做出的贡献．
11．原子的质量主要集中在（ ）
A．质子上 B．中子上 C．电子上 D．原子核上
答案：D
解析：解答：原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D
分析：根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．
12.卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的示意图中，①、②两条线表示实验中α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为（ ）
A．轨迹a B．轨迹b C．轨迹c D．轨迹d
答案：A
解析：解答：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a．
故选：A．
分析：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：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），据此可得出沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹．
13．以下说法中正确的是（ ）
A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．γ射线是一种波长很短的电磁波
D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
答案：C
解析：解答：A、a粒子大角度散射表明a粒子受到了原子内部原子核对它的斥力．故A错误．
B、β衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的电子就是β粒子，可知β衰变现象不是说明电子是原子核的组成部分．故B错误．
C、γ射线是一种波长很短的电磁波．故C正确．
D、放射性元素的半衰期与其所处的物理环境及化学状态无关，由原子核内部因素决定．故D错误．
故选：C．
分析：a粒子大角度散射表明原子内部有一很小的核，即原子核，集中了全部的正电荷及几乎全部的质量．γ射线是一种波长很短的电磁波．
β衰变产生的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．半衰期与温度无关．
14. 汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（ ）
A．α粒子散射实验 B．阴极射线实验
C．α粒子轰击铍核实验 D．α粒子轰击氮核实验
答案：B
解析：解答：A、卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，证实了原子是可以再分的，故A错误．
B、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，故B正确．
CD、由上分析可知，故CD错误．
故选：B．
分析：根据物理学史解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
15. 关于α粒子的散射实验，下列说法中不正确的是（ ）
A．该实验说明原子中正电荷是均匀分布的
B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用
C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上
D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，发生大角度散射的α粒子就越少
答案：A
解析：解答：ABC、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1/7300，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，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故A错误，BC正确；
D、相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，根据运量守恒定律，可知，发生大角度散射的α粒子就越少，故D正确．
本题选择错误的，故选：A．
分析：这是因为原子核带正电荷且质量很大，阿尔法粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥和阿尔法粒子被质量较大的原子核弹回．
二．填空题（共5小题）
16．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是 ．
答案：α粒子的散射实验
解析：解答：卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型；
故答案为：α粒子的散射实验．
分析：卢瑟福在α粒子的散射实验基础上提出了原子的核式结构模型，要了解各种模型提出的历史背景以及物理意义．
17．如图甲为卢瑟福的原子核式结构模型图，原子的中间有一个体积很小、带正电的核，卢瑟福推算出原子核的直径约为 m；如图乙为α粒子散射实验现象模拟图，图中只有极少数α粒子有机会从离核很近的地方经过，是因为受到比较大的 力，才会发生大角度的偏转．
答案：10﹣15 排斥
解析：解答：原子核直径的数量级为10﹣15m，在α粒子散射实验中，极少数α粒子从离核很近的地方经过，发生大角度偏转是受到了原子核较大的排斥力作用．
故答案为：10﹣15；排斥
分析：卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，原子核直径的数量级为10﹣15m，原子核带正电荷且质量很大，α粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥和α粒子被质量较大的原子核弹回．
18．卢瑟福通过 实验，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的 结构模型．
答案：α粒子散射|核式
解析：解答：卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．
故答案为：α粒子散射，核式
分析：汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．
19．为了研究原子的结构，卢瑟福和他的同事做了如图所示的 实验，显微镜是图中的 ．（选填“A”、“B”、“C”或“D”）
答案：α粒子散射|D
解析：解答：卢瑟福和他的同事做了α粒子散射实验；
A装置产生α粒子，然后α粒子穿过金箔，也就是B装置，发生散射现象，从D装置也就是显微镜观察．
故答案为：α粒子散射；D．
分析：根据卢瑟福和他的同事做的α粒子散射实验的实验装置图即可分析求解．
20．卢瑟福通过如图所示的实验装置发现了质子．
（1）卢瑟福用α粒子轰击 核，第一次实现了原子核的 ．
（2）关于该实验，下列说法中正确的是
A．通过显微镜来观察荧光屏上α粒子所产生的闪光
B．银箔可以吸收产生的新粒子
C．实验必须在真空、密封容器内进行
D．测出新产生的粒子的质量和电量，明确这就是氢原子核．
答案：（1）氮，人工转变|（2）D
解析：解答：（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，并首次实现原子核的人工转变
（2）卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子，实验装置中银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，但是不能阻挡其它粒子的穿过，这样可判断是否有新的粒子产生试验中根据质量数和电荷数守恒，明确了新产生的粒子就是氢原子核．故ABC错，D正确．
故选D
故答案为：（1）氮，人工转变；（2）D
分析：卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，并首次实现原子核的人工转变，
三．解答题（共5小题）
21．在某些恒星内部，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，已知氘核的质量m1为3.3436×10﹣27kg，氚核的质量m2为5.0082×10﹣27kg，氦核的质量m3为6.6467×10﹣27kg，中子的质量m4为1.6749×10﹣27kg，真空中光速c=3.0×l08m/s．
（1）写出核反应方程；
答案：核反应方程为：H+H→He+n
（2）这个反应中释放的核能为多少？（结果保留一位有效数字）
答案：这个反应中释放的核能为3×10﹣12J
解析：解答：（1）氘核与氚核的电荷数是1，氦核的电荷数是2，所以该反应方程为：H+H→He+n
（2）该反应的过程中，质量的减小为：△m=m1+m2﹣m3﹣m4（3.3436+5.0082﹣6.6467﹣1.6749）×10﹣27kg=0.03020×10﹣27kg
该反应释放的核能：△E=△m c2=0.03020×10﹣27×9×1016≈3×10﹣12J
答：（1）核反应方程为：H+H→He+n；（2）这个反应中释放的核能为3×10﹣12J
分析：根据质量数与质子数守恒，书写核反应方程，再由爱因斯坦质能方程求出释放的核能，从而即可求解．
22．为了验证爱因斯坦质能方程△E=△mc2，设计了下面的实验：用动能E1=0.9MeV的质子去轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和E=19.9MeV．（质子、锂7核、α粒子的质量分别是1.0073u、7.016u、4.0015u，1u=931.5Mev）
（1）写出该核反应方程式；
答案：H+Li→2
（2）计算核反应过程中释放的能量△ E；
答案：计算核反应过程中释放的能量△ E=18.90945MeV
（3）通过计算说明△ E=△ mc2的正确性．
答案：在误差允许的范围内：△ E=△ mc2是正确的
解析：解答：（1）由质量数与核电荷数守恒可知，
核反应方程式为：H+Li→2；
（2）核反应前后的质量亏损：
△ m=1.0073+7.016u﹣2×4.0015u=0.0203u
核反应中释放的能量：△ E=△mc2，
代入数据解得：△ E=18.90945MeV，
（3）系统增加的能量：△ E′=E﹣E1=19.9﹣0.9=19MeV
这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以△E=△mc2正确．
答：（1）该核反应方程式为：H+Li→2；
（2）计算核反应过程中释放的能量△E=18.90945MeV；
（3）在误差允许的范围内：△E=△mc2是正确的．
分析：（1）根据质量数与核电荷数守恒写出核反应方程式．
（2）反应物与生成物之间质量之差等于质量亏损，依据爱因斯坦质能方程E=mc2，可以求得释放的核能．
（3）依据E=mc2，可以求得释放的核能，依据计算结果进行验证即可．
23．一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？
答案：解答：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．
U的原子序数为92，即质子数为92，中子数等于质量数减去质子数，即为235﹣92=143．
答：它的核子数，质子数和中子数分别是235、92、143．
解析：
分析：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．原子序数等于质子数，质子数与中子数的和等于质量数．
24．在某些恒星内部，3个α粒子结合成一个C核，C的质量是12.000000u，He的质量是4.001509u．（已知质量亏损1u相当于释放931.5Mev的能量）
（1）写出这个核反应方程，
答案：→C
（2）计算这个反应中释放的能量．
答案：发生一次核反应释放的能量4.19MeV
解析：解答：（1）根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：→C；（2）一次核反应方程的质量亏损为：△m=3mα﹣mC=3×4.0015u﹣12u=0.0045 u；
发生一次核反应释放的核能为：△E=0.0045 u×931.5MeV/u=4.19 MeV
答：（1）→C；（2）发生一次核反应释放的能量4.19MeV．
分析：根据核反应方程质量数和核电荷数守恒列出热核反应方程．应用质能方程△E=△mc2求解发生一次核反应释放的能量．
25．已知中子的质量是mn=1.6749×10﹣27kg，质子的质量是mp=1.6726×10﹣27 kg，氘核的质量是mD=3.3436×10﹣27kg，试分析中子和质子结合成氘核的过程中．
（1）写出上述核反应方程式．
答案：核反应方程为n+H→H
（2）能量变化了多少．
答案：能量变化了3.51×10﹣13J
解析：解答：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，n+H→H；（2）1个中子和1个质子结合成氘核时质量亏损：△m=mn+mP﹣mD根据爱因斯坦质能方程，放出的能量：△E=△mc2=（mn+mP﹣mD）c2=（1.6749+1.6726﹣3.3436）×10﹣27×（3×108）2=3.51×10﹣13J；答：（1）核反应方程为n+H→H．（2）能量变化了3.51×10﹣13J．
分析：根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量．
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