人教版物理高三选修3-5第十八章第二节原子的核式结构模型同步训练

登陆21世纪教育 助您教考全无忧
人教版物理高三选修3-5第十八章
第二节原子的核式结构模型同步训练
一．选择题
1．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．
2．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．
3．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．
4．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．
5．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．
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
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．
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．
7．a粒子散射实验结果告诉我们（）
A．原子具有核式结构模型
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
答案：A
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，故A正确，BCD错误，
故选：A．
分析：明确α粒子散射实验的实验现象，以及结论即可正确解答本题．
8．下列说法正确的是（）
A．链式反应在任何条件下都能发生
B．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能
C．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的
D．光子的能量与动量成正比关系
答案：D
解析：解答：A、链式反应只有达到临界体积后才能发生；故A错误；
B、核反应过程中如果核子的平均质量减小，说明核反应的过程中由质量亏损，属于要释放核能．故B错误；
C、中等核的比结合能量大，因此这些核最稳定；故C错误；
D、由根据E=mc2=PC知，因光速不变，故光子的能量与动量成正比关系；故D正确；
故选：D．
分析：链式反应需要达到临界体积才能发生；明确质能方程的应用，知道当质量亏损时有能量放出；根据质能方程可明确光子能量与动量间的关系．
9．下列能揭示原子具有核式结构的是（）
A．α粒子散射实验B．天然放射现象
C．电子的发现D．氢原子光谱是线状谱
答案：A
解析：解答：A、α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说．故A正确．
B、天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构．故B错误．
C、电子的发现揭示了原子有复杂结构．故C错误．
D、氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征．故D错误．
故选：A
分析：α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构学说的实验依据．
10．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．
11．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．
12．关于α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构，下列说法正确的是（）
A．α粒子散射实验揭示了原子核的组成
B．少数α粒子发生了较大偏转，卢瑟福认为是环境的影响
C．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径
D．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验
答案：C
解析：解答：A、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）是由于斥力，且质量较大，故A错误，B也错误；
C、利用α粒子散射实验现象，极少数大角度偏转，可以估算原子核的半径，故C正确；
D、α粒子散射实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，而玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故D错误．
故选：C．
分析：明确α粒子散射实验现象的内容以及造成这种现象的原因，正确利用物体受力和运动的关系判断．
13．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．
14．下列能揭示原子具有核式结构的实验是（）
A．光电效应实验B．查德威克发现中子
C．α粒子散射实验D．氢原子光谱的发现
答案：C
解析：解答：A、光电效应证明光具有粒子性．故A错误．
B、查德威克发现中子揭示了原子核有复杂结构．故B错误．
C、α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说．故C正确．
D、氢原子光谱的发现是玻尔模型提出依据．故D错误．
故选：C．
分析：α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构学说的实验依据，从而即可求解．
15．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子（）
A．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回
B．全部穿过或发生很小偏转
C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过
D．全部发生很大偏转
答案：A
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，故A正确，BCD错误．
故选：A．
分析：α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，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．
二．填空题
16．通过如图的实验装置，卢瑟福建立了 模型．实验时，若将显微镜分别放在位置1、2、3，则能观察到粒子数量最多的是 位置．
答案：原子核式结构|3
解析：解答：卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，
放在3位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少．说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小；
放在2位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少．说明很少很少射线发生大角度的偏折；
放在1位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少．说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大．
故答案为：原子核式结构，3．
分析：该实验中，放射源放出一束射线轰击金箔，运用显微镜前荧光屏去观察射线的多少．课本中，该实验的结论是：多数射线基本不偏折，少数发生较大角度的偏转，个别的粒子几乎被反射回来．
17．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．
18．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．
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． 1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现 ．图中A为 放射源发出的射线，银箔的作用是吸收．
答案：质子|α粒子
解析：解答：将氮气充入密封的容器中，由于放射源放射出的α粒子能被银箔吸收，故打在荧光屏上的粒子一定是新的粒子．使用核反应方程：42He+147N→178O+11H可以做出解释．
故答案为：质子，α粒子
分析：1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，将氮气充入密封的容器中，在荧光屏上观察到了亮点，用下列方程进行了解释．42He+147N→178O+11H，由于放射源放射出的α粒子能被银箔吸收，故打在荧光屏上的粒子一定是新的粒子．
三．解答题
21．一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：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．
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．
22．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：
（1）镭核中有几个质子？几个中子？
答案：镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数之差，即N=A﹣Z=226﹣88=138．
（2）镭核所带电荷量为多少？
答案：镭核所带电荷量
Q=Ze=88×1.6×10﹣19C=1.41×10﹣17C．
（3）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
答案：若镭原子呈中性，它核外有88个电子
（4）是镭的一种同位素，让Ra和Ra以相同速度垂直射入磁应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？
答案：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有
Bqv=．r=，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故．
解析：解答：（1）镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数之差，即N=A﹣Z=226﹣88=138．（2）镭核所带电荷量
Q=Ze=88×1.6×10﹣19C=1.41×10﹣17C．（3）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88．（4）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有
Bqv=．r=，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故．
答：（1）镭核中有88个质子，138个中子；（2）镭核所带电荷量是1.41×10﹣17C（3）若镭原子呈中性，它核外有88个电子；（4）们运动的轨道半径之比是113：114．
分析：根据原子中质子数和中子数以及质量数存在关系解析：解答：中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．
23．卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现了质子，完成其核反应方程？
答案：解答：物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核，发现了质子，该核反应方程是：N+He→O+H．
故答案为：O+H．
解析：解答：物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核，发现了质子，该核反应方程是：N+He→O+H．
故答案为：O+H．
分析：根据核反应方程中质量数和电荷数守恒，写核反应方程．
24．为了研究原子的结构，卢瑟福和他的同事做了如图所示的α粒子散射实验，金箔是图中的那个？显微镜是图中的那个？
答案：解答：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：B；D．
解析：解答：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：B；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．
25．自从1897年英国物理学家谁发现了电子以后？人们认识到，原子不是组成物质的最小单元，1919年卢瑟福依据α粒子散射实验中，发现α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的什么结构模型？
答案：解答：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此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：汤姆孙，核式；
解析：解答：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此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：汤姆孙，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．
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 13 页 （共 13 页） 版权所有@21世纪教育网