山东省章丘中学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 课时作业（含解析）

2.2原子的核式结构模型
1．如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属铂的逸出功为6.34eV.在这些光波中，能够从金属铂的表面打出光电子的总共有( )

A．五种 B．四种 C．三种 D．二种
2．用光子能量为E的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后，能发射频率为、、的三种光子，且，入射光束中光子的能量应是(　　)
A． B．
C． D．
3．以下关于近代物理的叙述中，正确的是
A．β射线是电子流，是原子的外层电子受激发而辐射产生的
B．放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、是否是化合态都有关
C．一群处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子
D．中子与质子结合成氘核时吸收能量
4．如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到屏上的闪光次数最多的是（　　）
A．A位置
B．B位置
C．C位置
D．D位置
5．卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。能大致反映粒子散射特点的是图（ ）
A． B． C．D．
6．以下叙述正确的是
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能减小
D．重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能
7．下列物理事件描述正确的是（ ）
A．1858年德国物理学家普吕克尔发现了电子
B．1910年美国物理学家密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量
C．1919年英国物理学家卢瑟福发现了中子
D．1932年美国物理学家查德威克发现了质子
8．以下符合物理学史实的是
A．亚里士多德认为重的物体与轻的物体下落一样快
B．库仑最早通过油滴实验测出了元电荷的电量
C．法拉第首先提出了场的概念
D．玻尔通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型
9．如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，并用产生的光子照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则，

A．发出的光子最多有4种频率
B．发出的光子最多有6种频率
C．产生的光电子最大初动能可达10eV
D．加在该光电管上的遏止电压应为10V
10．图示为氢原子的能级图，氢原子从n=4能级直接跃迁到n=2能级，辐射出的是可见光光子(能量在1.63eV～3.10eV)，则下列说法正确的是
A．玻尔认为，电子在定态轨道上运动，不会发生电磁辐射
B．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子是可见光光子
C．能量为10.2eV的光子能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级
D．使n=2能级的氢原子电离，需要放出的光子的能量至少为3.4eV
11．①卢瑟福利用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．
②这实验粒子的大角度散射现象说明了原子是______________结构（填“核式”或者“西瓜”）
12．1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中，α粒子发生了_____________（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV 的α粒子轰击金箔，则其速度约为_____m/s。（质子和中子的质量均为1.67×10-27 kg，1 MeV=1×106 eV）
13．1909年起英国物理学家 ______做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验，并在1911年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核 ，叫做________ ，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在__________ 里，带负电的 _____在核外空间里绕着核旋转。
参考答案
1．C
【解析】
处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于3.2eV，不能使金属钾发生光电效应，其它三种光子能量都大于3.2eV．故C正确，A、B、D错误。故选C。
【点睛】解决本题的关键知道能极差与光子能量的关系，以及掌握发生光电效应的条件．
2．B
【解析】
处于激发态的氢原子并不稳定，能够自发向低能级跃迁并发射光子，其发射光子的种类有种；故
解得；
显然从直接跃迁到能级时辐射光子的能量等于入射光子的能量，故入射光子的能量
；
而先从跃迁到，再从跃迁到辐射的能量与从直接跃迁到能级时辐射光子的能量相同，故
。
A.，与结论不相符，选项A错误；
B. 与结论相符，选项B正确；
C. 与结论不相符，选项C错误；
D. 与结论不相符，选项D错误。
3．C
【解析】
A.β射线是电子流，是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的，故A项与题意不相符；
B.半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，故B项与题意不相符；
C.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，依据，能辐射出6种不同频率的光，故C项与题意相符；
D. 中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故D项与题意不相符。
4．A
【解析】
A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多。说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A正确.
B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，故B错误.
C．放在C位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少，故C错误.
D．放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少，故D错误.
5．B
【解析】
根据α粒子散射实验，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型；他认为：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，原子中的大部分空间都是空的，所以大多数的α粒子都能穿过原子的空间，只有少数运动轨迹靠近原子核的α粒子，才出现较大角度的偏转。由此，结合α粒子散射实验的特点可知，AD错误；C选项的α粒子都没有穿过原子核而发生偏转，与题意不符，C错误，B选项符合题意。
6．D
【解析】
A.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能与频率有关，与光强无关.故选项A不符合题意.
B.放射性元素的半衰期是统计概念，需要对大量原子核才有意义.故选项B不符合题意.
C.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大.故选项C不符合题意.
D.重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能.故选项D符合题意.
7．B
【解析】
A.汤姆逊发现了电子，故A错误；
B. 1910年美国物理学家密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量，故B正确；
C. 英国物理学家卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故C错误；
D. 1932年美国物理学家查德威克发现了中子，故D错误；
8．C
【解析】
A.伽利略认为重的物体与轻的物体下落一样快，故A不符合题意
B. 密立根最早通过油滴实验测出了元电荷的电量，故B不符合题意
C. 法拉第首先提出了场的概念，故C符合题意
D. 卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D不符合题意
9．BCD
【解析】
AB．根据知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种能量不同的光子，故A错误，B正确；
C．能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足：hγ=Em-En，所以频率最大的光子能量为：
E=E4-E1=-0.85+13.60eV=12.75eV
若用此光照射到逸出功为2.75eV的光电管上，则光电子的最大初动能为：
12.75eV-2.75eV=10eV
故C正确；
D．光电子的最大初动能为10eV，所以加在该光电管上的遏止电压为 10V，故D正确。
10．AC
【解析】
A.玻尔认为，电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射，选项A正确；
B.氢原子从n= 4能级跃迁到n=3能级辐射的光子的能量
能量不在可见光能量范围内，不是可见光子，选项B错误；
C.使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，入射光子的能量
选项C正确；
D.使n=2能级的氢原子电离，需要吸收的光子的能量至少为
选项D错误。
11．D； 核式；
【解析】
(1)[1]．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A、B、C错误，D正确．故选D．
(2)[2]．α粒子散射实验中极少数α粒子发生了大角度散射现象，是因为在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷，受到的斥力比较大，实验结果表明原子具有核式结构．
【点睛】
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），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.
12． 大 6.9×106
【解析】试题分析：设α粒子的速度为v，
Ek＝mv2，v＝＝m/s≈6.9×106m/s
考点：核式结构 α散射实验
点评：本题解题关键是α粒子散射实验及动能的表达式Ek＝mv2，旨在考查学生对基础知识的掌握程度。
13． 卢瑟福 原子核 原子核 电子
【解析】卢瑟福做了粒子轰击金箔的实验，根据实验现象提出在原子的中心有一个很小的核 ，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转