山东省古交市第二高级中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：2.2原子的核式结构模型 质量检测（含解析）

2.2原子的核式结构模型
1．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图 中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是(　　)
A．1 305、25、7、1
B．202、405、625、825
C．1 202、1 010、723、203
D．1 202、1 305、723、203
2．下列说法符合物理学发展史的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验比较准确地测出了引力常量
B．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
C．卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。他同时预言原子核内还有另一种粒子，并用α粒子轰击铍核时发现了这种粒子，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。
D．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
3．20世纪初，物理学家卢瑟福及盖革等用粒子轰击金箔的实验装置如图所示。实验发现，粒子穿过金箔后只有极少数发生了大角度偏转，此现象说明（　　）
A．原子不显电性
B．原子核由质子和中子组成
C．电子占原子质量小部分但体积大带负电
D．原子核占原子质量绝大部分且体积小带正电
4．关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（ ）
A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进
B．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
C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论
D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验
5．关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的有（　　）
A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使α粒子受力平衡的结果
B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大部分空间是均匀的
C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大
6．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用
B．α粒子的动能不断减小
C．α粒子的电势能不断增大
D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果
7．卢瑟福粒子散射实验的结果是 （ ）
A．证明了质子的存在
B．证明了原子核是由质子和中子组成的
C．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
D．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动
8．卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现绝大多数α粒子经过金箔后，几乎不偏转，但有极少数α粒子却发生了大角度偏转，个别α粒子甚至被原路反弹回来。据此，卢瑟福发现了（　　）
A．原子的葡萄干面包模型 B．原子的核式模型
C．原子核天然放射性现象 D．原子核由质子和中子组成
9．如图所示为卢瑟福粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察粒子在各个角度的散射情况下列说法正确的是
A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C．卢瑟福选用不同金属箔片作为粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D．粒子发生散射的主要原因是粒子撞击到金原子核后产生反弹
10．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（　　）
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．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构理论
11．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，图中的四条线表示粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条粒子的运动轨迹（_______）
12．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___________.
13．氢原子核的半径大约为．试估算氢原子核的密度，若氢核与氢核紧密排列到，则质量约为多大？（已知氢原子的质量约为，球的体积公式）
参考答案
1．A
【解析】
由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置闪烁此时最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转．符合该规律的数据只有A选项，A正确．
2．D
【解析】
A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，故A错误；
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量，证实了电子的存在，故B错误；
C ．卢瑟福用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子；查德威克用粒子轰击铍核时发现了质子，由此认识到原子核由质子和中子组成，故C错误；
D．物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故D正确；
故选D。
3．D
【解析】
绝大多数α粒子穿过金箔方向不变，说明原子内部有相对较大的空间，极少数α粒子发生大角度的偏转，说明原子内有带正电荷的微粒，且原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在体积较小的原子核里，该实验不能说明原子不显电性，也不能说明原子核由质子和中子组成，也不能说明电子占原子质量小部分但体积大带负电，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．D
【解析】
A．粒子散射实验的内容是：绝大多数粒子几乎不发生偏转；少数粒子发生了较大的角度偏转；极少数粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过，有的甚至几乎达到，被反弹回来），故A正确；
B．粒子散射实验中，只有少数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B正确；
C．卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故C正确；
D．玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，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；
不正确的故选D。
5．C
【解析】
AB．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），从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，并不是正电荷均匀分布在原子核内，故AB错误；
CD．极少数α粒子发生大角度偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，α粒子发生大角度偏转，是由于原子核对α粒子的排斥力很大，故C正确，D错误。
故选C。
6．A
【解析】
发生大角度偏转，是因为受到原子核的库仑斥力，电子对粒子的作用力可以忽略不计．故A正确，D错误；在散射的过程中，电场力先做负功再做正功，则动能减小再增大，而电势能先增大再减小，故B、C错误
【点睛】
在粒子穿过金箔发生大角度散射，是因为受到原子核的库仑斥力，根据电场力做功判断动能以及电势能的变化
7．C
【解析】
卢瑟福粒子散射实验的结果是原子具有核式结构，说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上，故C正确，ABD错误。
8．B
【解析】
卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现绝大多数α粒子经过金箔后，几乎不偏转，但有极少数α粒子却发生了大角度偏转，个别α粒子甚至被原路反弹回来。据此，卢瑟福发现了原子的核式模型，故ACD错误，B正确。
故选B。
9．C
【解析】
AB.粒子散射实验现象：绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子有大角度散射，所以A处观察到的粒子多，B处观察到的粒子少，故A错误，B错误；
CD.粒子发生散射的主要原因是受到金原子核库仑斥力的作用，故C正确，D错误。
10．BCD
【解析】
ABC．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，粒子质量大，其运动方向几乎不改变。粒子散射实验中，有少数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．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论，故D正确。
故选BCD。
11．粒子散射 见解析
【解析】
[1][2]卢瑟福通过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：绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数粒子发生了较大的角度偏转，极少数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）。据此可画出粒子的运动轨迹：
12．原子核式结构 3
【解析】
[1]．通过如图的实验装置，卢瑟福建立了原子核式结构模型。
[2]．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3.
13．
【解析】
原子的质量几乎全部集中在原子核上，故有氢原子核的质量约等于氢原子的质量，即
且由题意，原子核的半径
根据公式
解得：
的氢原子核的数目为
则质量为
代入数据解得：