新教材同步辅导2023年高中物理第四章原子结构和波粒二象性4.3原子的核式结构模型同步练习新人教版选择性必修第三册

3原子的核式结构模型【基础巩固】1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在 ()A.电子B.中子C.质子 D.原子核解析:卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向,只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转,说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质,将其称为原子核.故D正确.答案:D2.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是 ()A.电子的发现B.中子的发现C.α粒子散射实验D.光电效应实验解析:卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型,故C正确,A、B、D错误.答案:C3.(多选)关于原子的核式结构模型,下列说法正确的是 ()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的向心力是由原子核对它的库仑力提供的C.原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D.原子核的直径的数量级是10-10m解析:因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,而原子核又很小,所以原子内绝大部分区域是“空”的,A正确,C错误.电子绕原子核做圆周运动时,原子核与电子间的库仑引力为电子提供向心力,B正确.原子核直径的数量级是10-15m,原子直径的数量级是10-10m,D错误.答案:AB4.(多选)用α粒子轰击金箔,α粒子在接近金原子核时发生偏转的情况如图所示,则α粒子的路径可能是 ()A.a B.bC.c D.a、b、c都是不可能的解析:α粒子偏转的原因是原子核对其有库仑斥力的作用,离核越近,斥力越大,偏转越明显,当与原子核发生正碰时,由于α粒子质量较小而反弹.结合题图知,A、C正确.答案:AC5.(多选)1897年,英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”,下列关于电子的说法正确的是 ()A.J.J.汤姆孙通过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流的结论,并求出了阴极射线粒子的比荷B.J.J.汤姆孙通过对光电效应的研究,发现了电子C.电子的质量是质子质量的1836倍D.J.J.汤姆孙通过研究不同材料的阴极发出的射线及光电效应等现象,说明电子是原子的组成部分,是比原子更小的物质单元解析:由J.J.汤姆孙发现电子的过程可知,A、D正确,B错误.质子的质量是电子质量的1836倍,C错误.答案:AD6.卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型,实验装置如图所示,当带电粒子打到荧光屏上时荧光屏上就会产生光斑.为验证α粒子散射实验结论,现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜,则这四处位置一段时间内通过显微镜统计的闪烁次数符合实验事实的是 ()A.2、10、625、1205B.1202、1305、723、203C.1305、25、7、1D.1202、1010、723、203解析:α粒子散射实验现象是绝大多数粒子穿过金箔后沿原来的方向前进,少数发生大角度偏转,极少数甚至原路返回,所以C正确,A、B、D错误.答案:C7.如图所示,电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的平行板电容器中,出电场时打在屏上P点,经测量O'、P之间的距离为y0,求电子的比荷.忽略电子所受的重力.解析:电子在电场中受竖直向下的静电力,电子在电场中做类平抛运动,竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动.根据牛顿第二定律和运动学规律得y0=12at2l=v0t,eE=ma,E=Ud联立以上各式解得em=2答案:2【拓展提高】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四个区域.不考虑其他原子核对该α粒子的作用,那么关于该原子核的位置,下列说法正确的是 ()A.可能在①区域 B.可能在②区域C.可能在③区域 D.可能在④区域解析:α粒子带正电,原子核也带正电,原子核对靠近它的α粒子产生库仑斥力,故原子核不会在④区域;若原子核在②③区域,则α粒子会向①区域偏;若原子核在①区域,则可能会出现题图所示的轨迹.故A正确.答案:A9.(2022·广东深圳)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,下列说法正确的是()A.α粒子受到引力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大小D.α粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动解析:在α粒子散射实验中,α粒子经过某一原子核附近时受到库仑斥力作用,A项错误;若该原子核处于①区域,在α粒子受到库仑斥力后应该向区域②弯曲,所以该原子核的位置不可能在①区域,B项错误;根据α粒子散射实验可以估算原子核的大小,C项正确;α粒子受到库仑斥力,在P、Q间的运动不可能为匀速圆周运动,D项错误.答案:C10.已知金原子序数为79,α粒子离金原子核的最近距离约为2×10-14m,已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,e=1.6×10-19C,qα=2e,mα=6.64×10-27kg.(1)α粒子离金原子核最近时受到的库仑力是多大?(2)α粒子的最大加速度为多大?解析:(1)根据库仑定律得F=kq1q2r解得F=91.008N.(2)根据牛顿第二定律得a=Fmα=1.37×1028m/s答案:(1)91.008N(2)1.37×1028m/s2【挑战创新】11.在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识.下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是 ()ABCD解析:A选项所示的实验是双缝干涉实验,该实验说明