上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：3.2原子模型的提出 课时作业（含解析）

3.2原子模型的提出
1．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．电子的发现 C．氢原子光谱的发现 D．α粒子散射实验
2．如图所示是某原子的能级图,abc为原子跃迁所发出的三种波长的光,已知三种光的波长分别为、、，则下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．卢瑟福的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m
C．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
4．根据卢瑟福的原子核式结构理论，在原子核外绕核运动的是（　　）
A．夸克 B．中子 C．质子 D．电子
5．关于下面四个装置说法正确的是（ ）
进行的是聚变反应
A．实验可以说明α粒子的贯穿本领很强
B．实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释
C．是利用α射线来监控金属板厚度的变化
D．
6．关于原子和原子核的几种说法，正确的是
A．衰变说明原子核内部存在电子
B．天然放射现象说明原子核有复杂结构
C．原子光谱规律表明原子具有核式结构
D．粒子散射实验表明玻尔原子理论的正确
7．关于原子和原子核，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
C．玻尔原子理论虽然无法解释较复杂原子的光谱现象，但玻尔提出的原子定态和跃迁的概念是正确的
D．原子直径的数量级是10-15m
8．如图为卢瑟福和他的同事们做?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，关于观察到的现象，下述说法中正确的是　　
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少
B．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
C．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些
D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
9．英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射现象图中O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的图是　　
A． B．
C． D．
10．下列关于物理史实的说法中正确的是 ．
A．普朗克根据黑体辐射的规律，提出了能量子的观点
B．贝克勒尔通过研究铀矿石，发现了天然放射现象
C．玻尔根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
D．汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，并精确测量出点子的电荷量
11．下列对原子结构的认识中，正确的是( )
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小
B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里
D．原子核的直径大约为10－10m
12．在对粒子散射实验的现象分析时，我们并没有考虑粒子跟电子碰撞，这是因为　　
A．粒子跟电子碰撞时，损失的能量很小，可以忽略
B．电子体积非常小，粒子碰不到它
C．粒子跟各子碰撞的效果相互抵消
D．粒子跟电碰撞时，动量几乎不改变
13．原子半径的数量级是_________m，原子核半径的数量级是_________m，由此可知，原子核的半径相当于原子半径的_________分之一．
14．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_________．
15．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．D
【解析】
A：光电效应说明光具有粒子性，故A项错误．
B：电子的发现揭示了原子有复杂结构，故B项错误．
C：氢原子光谱的发现是玻尔模型提出的依据，故C项错误．
D：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，卢瑟福据此提出了原子具有核式结构．故D项正确．
2．D
【解析】
因为，那么，依据，可知，结合，因此，AC错误；因为，知，所以得，B错误D正确．
3．C
【解析】
此实验不能说明原子内存在电子，故A错误；α粒子数射实验的结果，可知，原子核大小数量级为10-15m，故B错误；卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．故C正确．由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内．故D错误．故选C．
4．D
【解析】
卢瑟福的原子结构理论认为，原子由位于原子中心的原子核与核外绕原子核做圆周运动的电子组成，D正确．
5．C
【解析】
A图是α粒子散射实验，α粒子打到金箔上发生了散射，说明α粒子的贯穿本领较弱．故A错误；B图是实验室光电效应的实验，该实验现象可以用爱因斯坦的光电效应方程解释，故B错误；C图，因为α射线穿透能力较弱，金属板厚度的微小变化会使穿过铝板的α射线的强度发生较明显变化，即可以用α射线控制金属板的厚度．故C正确；D装置是核反应推的结构，进行的是核裂变反应，故D正确．故选CD．
点睛：本题要求熟悉近代物理中的各种装置，能够知道其工作的原理，要注意掌握α、β、γ三种射线的特性，电离本领依次减弱，穿透本领依次增强，能在生活中加以利用．
6．B
【解析】
衰变是原子核内的中子转化为质子同时释放出电子，不是证明原子核内部存在电子，A错误；天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，B正确；粒子散射实验说明原子具有核式结构，原子光谱规律没有表明原子具有核式结构，CD错误．
7．BC
【解析】
汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷像枣糕一样镶嵌在原子内，选项A错误；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，选项B正确； 玻尔原子理论虽然无法解释较复杂原子的光谱现象，但玻尔提出的原子定态和跃迁的概念是正确的，选项C正确； 原子直径的数量级是10-10m，选项D错误；故选BC.
8．BC
【解析】
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错误；放在D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，故B正确；放在B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，故C正确；放在CD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D错误．故选BD．
【点睛】
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．
9．BD
【解析】
在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故斥力指向轨迹的内侧，显然A中下方粒子受力指向轨迹的外侧，故A错误；在粒子的散射现象中绝大多数的粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒子发生角度很大的偏转，个别的粒子偏转角大于，极少数的粒子偏转角大于，甚至个别粒子沿原方向弹回，原因在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故BD正确，C错误．故选BD．
10．AB
【解析】
普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子的观点，所以A正确；贝克勒尔通过研究铀矿石，发现了天然放射现象，故B正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，所以C错误；汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，密立根通过油滴实验精确测量出点子的电荷量，故D错误．
11．ABC
【解析】
试题分析：原子中绝大部分是空中，原子核的体积很小，但是因为核外的电子虽然所占体积很大，质量却是很小，所以几乎整个原子所有的质量都集中到了原子核上，故AC正确；电子在核外绕核旋转，所需要的向心力由原子核对电子的库伦力提供，故B正确；原子核的直径大约为10-15m，故D错误
考点：考查了原子核式结构
【名师点睛】可以根据原子的构成方面的知识进行分析、解答，原子是由带正电荷的原子核和核外电子构成的，原子内部有较大的空间
12．AD
【解析】
卢瑟福在分析粒子散射实验现象时，认为电子不会对粒子偏转产生影响，其主要原因是电子的质量很小，粒子与电子发生的相互作用可以忽略，就算碰到，粒子跟电碰撞时，动量几乎不改变，损失的能量也很小，可以忽略，不会引起明显的偏转，AD正确，BC错误．
故选AD。
13． 十万
【解析】
[1]原子半径的数量级为
[2]原子核半径的数量级为
[3]由[1]、[2]可知两者半径比值大约为，即原子核半径约为原子半径的十万分之一。
14． 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。
15．
【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：