浙江专版2023-2024学年新教材高中物理第4章原子结构和波粒二象性3原子的核式结构模型训练提升新人教版选择性必修第三册

3原子的核式结构模型课后·训练提升基础巩固一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.下列事例能说明原子具有核式结构的是()A.光电效应现象的发现B.汤姆孙研究阴极射线时发现了电子C.卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转D.康普顿效应答案:C解析:光电效应现象和康普顿效应的发现都说明光的粒子性,选项A、D错误;汤姆孙研究阴极射线时发现了电子,说明原子还可以再分,选项B错误;卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转,从而说明了原子具有核式结构,选项C正确。2.卢瑟福利用镭源所放出的α粒子作为炮弹,去轰击金箔原子,测量α粒子的偏转情况。下列叙述符合卢瑟福的α粒子散射实验的现象的是()A.大多数α粒子在穿过金箔后发生明显的偏转B.少数α粒子在穿过金箔后几乎没有偏转C.大多数α粒子在撞到金箔时被弹回D.极个别α粒子在撞到金箔时被弹回答案:D解析:根据α粒子散射实验规律,大多数α粒子在穿过金箔后没有偏转,少部分发生了偏转,极少数几乎原路返回,故选项D正确,A、B、C错误。3.在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是()A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.金箔中的金原子间存在很大的空隙,只有极少数碰到金原子答案:A解析:原子核集中了原子的全部正电荷和绝大部分质量,当α粒子十分接近原子核时,就会受到很大的库仑斥力,发生大角度偏转,由于原子核很小,α粒子穿过金箔时接近原子核的机会很少,所以只有少数α粒子发生大角度偏转,选项A正确;若原子的正电荷是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分互相抵消,使α粒子偏转的力不会很大,不会产生大角度的偏转现象,选项B错误;原子中有电子,但电子的质量很小,不到α粒子的七千分之一,α粒子碰到它,就像飞行的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显的改变,选项C错误;实验中所使用的金箔尽管很薄,但也有上万层原子,由此可知,少数α粒子发生大角度偏转显然不是碰到金原子,选项D错误。4.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答案: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α粒子的作用力可以忽略不计,故选项A正确,D错误;在散射的过程中,电场力先做负功再做正功,则动能先减小再增大,而电势能先增大再减小,故选项B、C错误。5.在α粒子散射实验中,当在α粒子最接近原子核时,关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是()A.动能最大B.势能最小C.势能最大D.α粒子与金原子核组成的系统能量最小答案:C解析:α粒子和金原子核都带正电,库仑力表现为斥力,两者距离减小时,库仑力做负功,故α粒子动能减小,电势能增加,选项A、B错误,C正确;系统的能量守恒,选项D错误。二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)6.关于电子的发现,下列叙述正确的是()A.电子的发现,说明原子是由电子和原子核组成的B.电子的发现,说明原子具有一定的结构C.电子是第一种被人类发现的基本粒子D.电子的发现,比较好地解释了物体的带电现象答案:BCD解析:发现电子之前,人们认为原子是不可再分的最小粒子,电子的发现,说明原子有一定的结构,但并没有证明原子核的存在,也不能说明原子是由电子和原子核组成的,故选项A错误,B正确;电子是人类发现的第一种基本粒子,故选项C正确;物体带电的过程,就是电子的得失和转移的过程,故选项D正确。7.关于α粒子散射实验,下列说法正确的是()A.实验器材:放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔的薄厚对实验无影响C.如果改用铝箔就不能发生散射现象D.实验装置放在真空中答案:AD解析:α粒子散射实验中,是用α粒子轰击很薄的金箔,通过观察α粒子穿过金箔后的偏转情况,获得原子结构的信息,为了准确观察α粒子的偏转情况,需要荧光屏和显微镜能够围绕金箔转动,且整个实验装置放在真空环境中,故选项A正确,B错误;如果改用铝箔也能发生散射现象,只是铝原子核的质量和电荷数较小,实验现象没有用金箔那么明显,故选项C错误;为了避免其他原子的影响,α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成,故选项D正确。8.在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示,图中P、Q为轨迹上的点,虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为五个区域,不考虑其他原子核对该α粒子的作用,下面说法正确的是()A.α粒子受到斥力B.该原子核的位置可能在①区域C.根据α粒子散射实验可以估算原子核的半径D.α粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动答案:AC解析:卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,正电荷全部集中在原子核内,α粒子带正电,同种电荷相互排斥,故选项A正确;根据曲线运动的物体合力指向曲线内侧可知,若原子核的位置在①区域粒子轨迹将向上偏转,故选项B错误;α粒子散射实验可以用来估算核半径,故选项C正确;由库仑力公式F=kQqr2可知,由于α粒子在P、三、非选择题9.如图所示,让一束均匀的阴极射线以速率v垂直进入正交的电场和磁场中,选择合适的磁感应强度B和电场强度E,带电粒子将不发生偏转,然后撤去电场,粒子将做匀速圆周运动,测得其半径为R,求阴极射线中带电粒子的比荷。答案:E解析:因为带电粒子在复合场中不偏转,所以qE=Bqv,即v=EB,撤去电场后,粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,则qvB=mv2R能力提升一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。原子核式结构模型的α粒子散射图景如图所示,图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验,下列说法正确的是()A.图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大B.图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了碰撞C.绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小D.根据α粒子散射实验可以估算原子大小答案:C解析:图中大角度偏转的α粒子的电场力先做负功后做正功,则其电势能先增大后减小,故选项A错误;图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核之间的库仑斥力作用,并没有发生碰撞,故选项B错误;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,故选项C正确;依据α粒子散射实验可以估算原子核的大小,故选项D错误。2.下图为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.1305、25、7、1B.202、405、625、825C.1202、1010、723、203D.1202、1305、723、203答案:A解析:由于绝大多数粒子运动方向基本不变,所以A位置闪烁次数最多,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选项A。3.下图为密立根油滴实验装置,关于该实验的意义下列说法正确的是()A.研究悬浮油滴所带电性B.测量悬浮油滴的电荷量C.测出了基元电荷的值D.利用二力平衡测出匀强电场的电场强度的大小答案:C解析:密立根油滴实验的目的是测量单一电子的电荷,方法主要是平衡重力与电力,使油滴悬浮于两片金属电极之间,并根据已知的电场强度,计算出油滴的电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的电荷量的值皆为同一数字的整数倍,因此认定此数值为单一电子的电荷量的值,即元电荷的值,故选项C正确。4.下列选项图为在α粒子散射实验中,一束α粒子穿越金箔内一个金原子的轨迹示意图,正确的是()答案:D解析:选项A中2应该比1有较大偏转,3应该比4有较大偏转,故选项A错误;选项B中2、3的偏转方向错误,故选项B错误;选项C中3的偏转方向错误,故选项C错误;选项D中,2、4发生了明显偏转,3离核最近,发生大角度偏转,故选项D正确。二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)5.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子,汤姆孙也被称为“电子之父”。下列关于电子的说法正确的是()A.汤姆孙通过对阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论,并求出了阴极射线的比荷B.汤姆孙通过对光电效应的研究,发现了电子C.电子质量是质子质量的1836倍D.汤姆孙通过对不同材料做成的阴极发出射线的研究,并研究光电效应等现象,说明电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元答案:AD解析:汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定阴极射线本质上是带负电的粒子流,并求出了比荷,从而发现了电子,故选项A正确,B错误;电子质量是质子质量的118366.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,下列说法正确的是()A.动能先减小,后增大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.加速度先变大,后变小答案:ACD解析:粒子受到斥力作用,从a运动到b过程中电场力做负功,电势能增加,动能减小,从b运动到c过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,整个过程中由于a与c在同一等势线上,则电场力总功为零,故选项A、C正确,B错误;根据点电荷周围电场可知,距离原子核近的地方电场强度大,故越靠近原子核加速度越大,因此α粒子加速度先变大后变小,故选项D正确。7.下图为α粒子散射实验的示意图,A点为某α粒子运动中离原子核最近的位置,则该α粒子在A点具有()A.最大的速度 B.最大的加速度C.最大的动能 D.最大的电势能答案:BD解析:粒子在向原子核靠近时由于受到原子核的斥力作用,速度将越来越小;但由于越靠近原子核电场越强,故加速度越大;同时由于电场力做负功,电势能增大;而在离开的过程中,电场力做正功,速度开始增大,加速度减小,电势能减小。故粒子在A点具有最大的加速度和最大的电势能,而速度和动能最小,故选项A、C错误,B、D正确。三、非选择题8.为了测定带电粒子的