四川省合江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：2.2原子的核式结构模型 同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省合江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：2.2原子的核式结构模型 同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 317.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 11:02:55 | ||
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文档简介
2.2原子的核式结构模型
1．如图为卢瑟福α粒子散射实验的金原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）
A． B． C．D．
2．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为
A．α粒子与电子根本无相互作用
B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的
C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D．电子很小，α粒子碰撞不到电子
3．下列叙述中符合物理学史的是（ ）
A．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 B．麦克斯韦成功地解释了光电效应现象
C．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子有核式结构 D．汤姆逊发现了电子，并提出了原子核式结构模型
4．关于下列几幅插图的说法正确的是（ ）
A．图甲的LC振荡电路中，如果线圈的电流正在变大，此时线圈两端的电压正在减小
B．卢瑟福对图乙的α粒子散射实验进行分析得出，质子是原子核部分组成成分
C．图丙中牛顿环的条纹是由于凸透镜上下表面的反射光发生干涉形成的
D．由图丁水波的折射可得，水波在浅水区的传播速度比深水区大
5．卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出（ ）
A．原子的核式结构模型． 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．
6．在卢瑟福的α粒子的散射实验中，金原子核可以看作静止不动，当α粒子靠近金核附近时，下列哪一个图能描述α粒子的散射轨迹（ ）
A． B． C． D．
7．卢瑟福在用粒子轰击金箔时，可以证明原子的核式结构的证据是（ ）
A．几乎所有的粒子运动方向没有发生明显变化 B．粒子在穿过金箔时做匀速直线运动
C．少数粒子发生了大角散射 D．粒子与电子碰撞时动能有较大的损失
8．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．伽利略最早提出“力不是维持物体运动的原因”
B．牛顿发现万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
C．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出右手螺旋定则判定电流周围磁场方向
D．卢瑟福通过散射实验揭示了原子具有核式结构且发现了质子和中子
9．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则（ ）
A．α粒子的动能和动量几乎没有损失
B．α粒子损失了部分的动能和动量
C．α粒子不会发生明显的偏转
D．α粒子将发生较大角度的偏转
10．如图所示为卢瑟福的粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发岀的粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．在荧光屏上形成的亮点是由粒子在金箔上打出的电子产生的
B．卢瑟福设计该实验是为了验证汤姆生原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，试图有新的发现与突破
C．整个装置封闭在玻璃罩内，且抽成真空，是为了避免粒子与气体分子碰撞而偏离了原来运动方向
D．之所以设计成环形荧光屏，是因为卢瑟福在实验前认为粒子可能能穿过金箔，也可能穿不过，而反弹回来
11．卢瑟福提出的原子核式结构学说能很好地解释粒子散射实验，当粒子在离核较远处穿过原子时，因为________________，所以它们几乎不发生偏转；而当粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为________________，所以它们会发生大角度的偏转；如果粒子碰到电子，因为________________，所以几乎不影响粒子的运动轨迹.
12．原子半径约________m，从粒子散射实验的数据可以估计出原子核的半径约为原子半径的_________．
13．粒子与金核发生正碰时，如果粒子能接近金核的最小距离为，求金核的密度。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．B
【解析】
α粒子在靠近金原子核时，离金原子核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，且粒子做曲线运动，合外力指向凹的一侧，根据这些特点可以判断出只有B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【解析】
α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故C正确，ABD错误。
3．C
【解析】
A．麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验得到了证实，故A错误；
B．爱因斯坦提出了光子说，故B错误；
C．卢瑟福在1909年进行了粒子散射实验，并由此提出原子有核式结构，故C正确；
D．汤姆逊发现了电子，但提出的是原子枣糕式模型而不是原子核式结构模型，故D错误。
故选C。
4．A
【解析】
A．如图甲所示，线圈的电流正在变大，正是电容器放电时，电容器的电荷量减小，电场能转化为磁场能，则此时线圈两端的电压即电容器两端的电压正在减小，故A正确；
B．卢瑟福利用粒子轰击氮核，发现质子是原子核的组成成分，卢瑟福对图乙的粒子散射实验进行分析得出原子的核式结构模型，故B错误；
C．牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的，故C错误；
D．由图丁水波的折射可知，在水波在浅水区的折射率较大，则水波在浅水区的传播速度比深水区小，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
卢瑟福的粒子散射实验中，用粒子轰击金箔，发现粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°．而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转．所以1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
故选A．
6．C
【解析】
根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线的内侧且α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．C
【解析】
AB．仅凭这两点无法证明粒子与金箔原子发生了什么，故AB错误；
C．影响粒子运动的主要是原子核，仅有少数粒子发生了大角散射则说明原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有了全部质量，证明了原子的核式结构，故C正确；
D．当粒子穿过原子时，电子对粒子的影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，故D错误。
故选C。
8．A
【解析】
A．伽利略最早提出“力不是维持物体运动的原因”，故A正确；
B．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出右手螺旋定则判定电流周围磁场方向，故C错误；
D．卢瑟福通过散射实验揭示了原子具有核式结构，并未发现了质子和中子，故D错误。
故选A。
9．AC
【解析】
α粒子的质量很大，电子的质量很小，α粒子与电子相撞就好比子弹碰到尘埃一样，所以α粒子的动能和动量几乎没有损失，α粒子不会发生明显的偏转，故AC正确，BD错误。
10．BD
【解析】
A．在荧光屏上形成的亮点是由粒子打在荧光屏上产生的。故A错误；
B．汤姆孙提出了枣糕式原子模型，卢瑟福为了验证汤姆孙原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，设计了该实验，故B正确；
C．整个装置封闭在玻璃罩内，且抽成真空，是因为α粒子的电离能力较强，在空气中运动的距离短，防止α粒子与空气分子碰撞阻碍其运动，故C错误；
D．卢瑟福在实验前认为α粒子可能穿过金箔，也可能穿不过而反弹回来，所以将荧光屏设计成环形，故D正确。
故选BD。
11．核对粒子的库仑力很小 核对粒子的库仑力很大 电子质量远小于粒子
【解析】
[1]当粒子在离核较远处穿过原子时，根据库伦定律可知，核对粒子的库仑力很小，所以它们几乎不发生偏转；
[2]当粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为原子的正电荷全部集中于原子核内部，故核对粒子的库仑力很大，所以它们会发生大角度的偏转；
[3]如果粒子碰到电子，因为粒子跟金箔中的电子相撞，满足动量守恒定律，因粒子的质量比电子大得多，尤如飞行的子弹碰撞灰尘一样，粒子的动能和动量几乎没有损失，所以几乎不影响粒子的运动轨迹。
12． 十万分之一
【解析】
[1]原子直径的数量级为；
[2]卢瑟福根据粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，由于极少数粒子发生了大角度偏转，原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内。此实验的数据，可以估算原子核直径的数量级为，故原子核的半径约为原子半径的十万分之一。
13．
【解析】
粗略地，可把金核看作一个球体，把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r，则金核的体积表示为，而金核的质量
故其密度为
1．如图为卢瑟福α粒子散射实验的金原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）
A． B． C．D．
2．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为
A．α粒子与电子根本无相互作用
B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的
C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D．电子很小，α粒子碰撞不到电子
3．下列叙述中符合物理学史的是（ ）
A．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 B．麦克斯韦成功地解释了光电效应现象
C．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子有核式结构 D．汤姆逊发现了电子，并提出了原子核式结构模型
4．关于下列几幅插图的说法正确的是（ ）
A．图甲的LC振荡电路中，如果线圈的电流正在变大，此时线圈两端的电压正在减小
B．卢瑟福对图乙的α粒子散射实验进行分析得出，质子是原子核部分组成成分
C．图丙中牛顿环的条纹是由于凸透镜上下表面的反射光发生干涉形成的
D．由图丁水波的折射可得，水波在浅水区的传播速度比深水区大
5．卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出（ ）
A．原子的核式结构模型． 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．
6．在卢瑟福的α粒子的散射实验中，金原子核可以看作静止不动，当α粒子靠近金核附近时，下列哪一个图能描述α粒子的散射轨迹（ ）
A． B． C． D．
7．卢瑟福在用粒子轰击金箔时，可以证明原子的核式结构的证据是（ ）
A．几乎所有的粒子运动方向没有发生明显变化 B．粒子在穿过金箔时做匀速直线运动
C．少数粒子发生了大角散射 D．粒子与电子碰撞时动能有较大的损失
8．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．伽利略最早提出“力不是维持物体运动的原因”
B．牛顿发现万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
C．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出右手螺旋定则判定电流周围磁场方向
D．卢瑟福通过散射实验揭示了原子具有核式结构且发现了质子和中子
9．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则（ ）
A．α粒子的动能和动量几乎没有损失
B．α粒子损失了部分的动能和动量
C．α粒子不会发生明显的偏转
D．α粒子将发生较大角度的偏转
10．如图所示为卢瑟福的粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发岀的粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．在荧光屏上形成的亮点是由粒子在金箔上打出的电子产生的
B．卢瑟福设计该实验是为了验证汤姆生原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，试图有新的发现与突破
C．整个装置封闭在玻璃罩内，且抽成真空，是为了避免粒子与气体分子碰撞而偏离了原来运动方向
D．之所以设计成环形荧光屏，是因为卢瑟福在实验前认为粒子可能能穿过金箔，也可能穿不过，而反弹回来
11．卢瑟福提出的原子核式结构学说能很好地解释粒子散射实验，当粒子在离核较远处穿过原子时，因为________________，所以它们几乎不发生偏转；而当粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为________________，所以它们会发生大角度的偏转；如果粒子碰到电子，因为________________，所以几乎不影响粒子的运动轨迹.
12．原子半径约________m，从粒子散射实验的数据可以估计出原子核的半径约为原子半径的_________．
13．粒子与金核发生正碰时，如果粒子能接近金核的最小距离为，求金核的密度。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．B
【解析】
α粒子在靠近金原子核时，离金原子核越近，所受库仑斥力越大，偏转角度越大，且粒子做曲线运动，合外力指向凹的一侧，根据这些特点可以判断出只有B正确，ACD错误。
故选B。
2．C
【解析】
α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故C正确，ABD错误。
3．C
【解析】
A．麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验得到了证实，故A错误；
B．爱因斯坦提出了光子说，故B错误；
C．卢瑟福在1909年进行了粒子散射实验，并由此提出原子有核式结构，故C正确；
D．汤姆逊发现了电子，但提出的是原子枣糕式模型而不是原子核式结构模型，故D错误。
故选C。
4．A
【解析】
A．如图甲所示，线圈的电流正在变大，正是电容器放电时，电容器的电荷量减小，电场能转化为磁场能，则此时线圈两端的电压即电容器两端的电压正在减小，故A正确；
B．卢瑟福利用粒子轰击氮核，发现质子是原子核的组成成分，卢瑟福对图乙的粒子散射实验进行分析得出原子的核式结构模型，故B错误；
C．牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的，故C错误；
D．由图丁水波的折射可知，在水波在浅水区的折射率较大，则水波在浅水区的传播速度比深水区小，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
卢瑟福的粒子散射实验中，用粒子轰击金箔，发现粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°．而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转．所以1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
故选A．
6．C
【解析】
根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线的内侧且α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．C
【解析】
AB．仅凭这两点无法证明粒子与金箔原子发生了什么，故AB错误；
C．影响粒子运动的主要是原子核，仅有少数粒子发生了大角散射则说明原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有了全部质量，证明了原子的核式结构，故C正确；
D．当粒子穿过原子时，电子对粒子的影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，故D错误。
故选C。
8．A
【解析】
A．伽利略最早提出“力不是维持物体运动的原因”，故A正确；
B．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出右手螺旋定则判定电流周围磁场方向，故C错误；
D．卢瑟福通过散射实验揭示了原子具有核式结构，并未发现了质子和中子，故D错误。
故选A。
9．AC
【解析】
α粒子的质量很大，电子的质量很小，α粒子与电子相撞就好比子弹碰到尘埃一样，所以α粒子的动能和动量几乎没有损失，α粒子不会发生明显的偏转，故AC正确，BD错误。
10．BD
【解析】
A．在荧光屏上形成的亮点是由粒子打在荧光屏上产生的。故A错误；
B．汤姆孙提出了枣糕式原子模型，卢瑟福为了验证汤姆孙原子模型的正确性，进一步探究原子的结构与组成，设计了该实验，故B正确；
C．整个装置封闭在玻璃罩内，且抽成真空，是因为α粒子的电离能力较强，在空气中运动的距离短，防止α粒子与空气分子碰撞阻碍其运动，故C错误；
D．卢瑟福在实验前认为α粒子可能穿过金箔，也可能穿不过而反弹回来，所以将荧光屏设计成环形，故D正确。
故选BD。
11．核对粒子的库仑力很小 核对粒子的库仑力很大 电子质量远小于粒子
【解析】
[1]当粒子在离核较远处穿过原子时，根据库伦定律可知，核对粒子的库仑力很小，所以它们几乎不发生偏转；
[2]当粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为原子的正电荷全部集中于原子核内部，故核对粒子的库仑力很大，所以它们会发生大角度的偏转；
[3]如果粒子碰到电子，因为粒子跟金箔中的电子相撞，满足动量守恒定律，因粒子的质量比电子大得多，尤如飞行的子弹碰撞灰尘一样，粒子的动能和动量几乎没有损失，所以几乎不影响粒子的运动轨迹。
12． 十万分之一
【解析】
[1]原子直径的数量级为；
[2]卢瑟福根据粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，由于极少数粒子发生了大角度偏转，原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内。此实验的数据，可以估算原子核直径的数量级为，故原子核的半径约为原子半径的十万分之一。
13．
【解析】
粗略地，可把金核看作一个球体，把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r，则金核的体积表示为，而金核的质量
故其密度为