2.2 原子的核式结构模型 同步练习 (含答案解析) (1)

第2节
原子的核式结构模型
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
α粒子散射实验
1、2、3、4
5、6、7、8
卢瑟福核式结构模型
9
10
11
综合提升
12
13
INCLUDEPICTURE
"../../../达标基训.tif"
\
MERGEFORMAT
知识点一　α粒子散射实验
1．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是
(　　)．
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
解析　本题考查α粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解α粒子散射
实验基础上，才能选出正确选项A、B、C；对于D项，考虑到有少数的α粒
子因为靠近金原子核，受到较大斥力而改变了运动方向，故D错．
答案　ABC
2．下列列举的现象中，哪个是卢瑟福在α粒子散射实验中观察到的，并据此现象得出原子的核式结构学说
(　　)．
A．大多数α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子仍按原方向前进
B．多数α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子按原方向前进或被弹回
C．绝大多数α粒子穿过金箔片仍按原方向前进
D．极少数α粒子发生较大角度偏转，甚至被弹回
解析　本题的关键是理解卢瑟福的原子核式结构，按照这个结构，由于原子
核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运
动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核
的库仑斥力而发生大角度的偏转．
答案　CD
3．二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，图2－2－3是(　　)．
A．卢瑟福的α粒子散射实验装置
B．卢瑟福发现质子的实验装置
C．汤姆孙发现电子的实验装置
D．查德威克发现中子的实验装置
解析　此图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，选A.
答案　A
4．在α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是
(　　)．
A．α粒子与原子核外电子碰撞
B．α粒子与原子核发生接触碰撞
C．α粒子发生明显衍射
D．α粒子与原子核的库仑斥力作用
解析　α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，由于原子核的质量和电荷
量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角
度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射原因是库仑斥力，D对．
答案　D
5．卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为
(　　)．
A．α粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略
B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零
C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子
D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略
解析　考查对教材知识的全面认识和理解，卢瑟福对散射现象的分析中包含
这部分内容，从质量大小对运动改变的影响角度分析解答．
原因是电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生什么改变，
所以α粒子和电子的碰撞可以忽略，因此D正确．
答案　D
6．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们的入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的
(　　)．
解析　α粒子离金核越远，其所受斥力越小，轨道弯曲的就越小，故D对．
答案　D
7．在α粒子散射实验中，某个α粒子跟金箔中的电子相撞，则
(　　)．
A．α粒子的动能几乎没有损失
B．α粒子将损失大部分动能
C．α粒子不会发生显著的偏转
D．α粒子将发生较大角度的偏转
解析　电子的质量相对α粒子非常小，相当于子弹撞到尘埃上，所以完全可
以忽略．
答案　AC
8．卢瑟福通过________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．平面示意图2－2－4中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹．
解析　α粒子与原子核都带正电，所以α粒子受到原子核的斥力作用，由运
动和力的关系可画出中间两条α粒子的运动轨迹，如图所示．
答案　α粒子散射　α粒子运动轨迹如图所示．
知识点二　卢瑟福的核式结构模型
9．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况
(　　)．
A．原子内存在电子
B．原子的大小为10－10m
C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
D．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
解析　原子核内无电子，A错；α粒子散射实验未能判定原子大小为10－10
m，
B错；原子的所有正电荷和几乎所有质量分布在原子核内，C错、D对．
答案　D
10．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图2－2－5中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是
(　　)．
A．动能先增大，后减小
B．电势能先减小，后增大
C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D．加速度先变小，后变大
解析　α粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负功，动能减少，电势能
增大；α粒子从b再运动到c，电场力做正功，动能增加，电势能减少；到
达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，电场力所做总功为零，
故A、B错，C对．α粒子从a到b，场强增大，加速度增大；从b到c，场
强减小，加速度减小，故D错．
答案　
C
11．已知金的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离为10－13m，则α粒子离金核最近时受到的库仑力多大？
对α粒子产生的加速度多大？已知α粒子的电荷量qα＝2e，质量mα＝
6.64×10－27kg.
解析　分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出：α粒子离核最近时受到的
库仑力大小
F＝k＝k
＝9×109×
N
＝3.64
N.
库仑斥力对α粒子产生的加速度大小
a＝＝
m/s2＝5.48×1026
m/s2.
答案　3.64
N　5.48×1026
m/s2
INCLUDEPICTURE
"../../../综合提升.tif"
\
MERGEFORMAT
12．α粒子的质量大约是电子质量的7
300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少？
解析　设电子质量为m，碰后α粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性正碰
中动量守恒和能量守恒有
×7
300mv2＝×7
300mv12＋mv22，
7
300mv＝7
300mv1＋mv2，
解得v1＝
v＝v.
因此碰撞后α粒子速度减少了v－v1＝v.
答案　v
13．已知电子质量为9.1×10－31kg，带电荷量为－1.6×10－19
C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流．
解析　由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核
对电子的库仑引力来提供．
根据＝k
，得v＝e
＝1.6×10－19×
m/s＝2.19×106
m/s；
其动能Ek＝mv2＝×9.1×10－31×(2.19×106)2J＝2.18×10－18
J；
运动周期T＝＝
s＝1.53×10－16
s；
电子绕核运动形成的等效电流
I＝＝＝A＝1.05×10－3
A.
答案　2.19×106
m/s　2.18×10－18
J　1.53×10－16
s　1.05×10－3
A
图2－2－3
图2－2－4
图2－2－5