《第2节 原子的核式结构模型》（同步训练）高中物理选择性必修 第三册-鲁科版VIP

《第2节原子的核式结构模型》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，以下关于该实验的说法不正确的是：A.实验中发现大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进B.实验中少数α粒子发生了较大角度的偏转C.实验结果表明原子内部的正电荷和质量集中在一个很小的空间范围内D.实验中α粒子穿过金箔的距离与原子核的大小无关2、根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，下列说法错误的是：A.氢原子的能量会减小B.电子的动能会增大C.电子的势能会增大D.氢原子会辐射出光子3、下列有关原子核式结构模型的说法正确的是（）A、α粒子散射实验说明了原子是由质子和中子组成的B、原子核式结构模型是由汤姆孙通过α粒子散射实验提出的C、原子核是位于原子中心的一个体积很小但质量几乎集中在其中的一个粒子D、原子核式结构模型提出了原子核是由质子和中子组成的观点4、关于原子的核式结构和α粒子散射实验的关系，下列表述正确的是（）A、α粒子散射实验与原子的核式结构模型无直接联系B、α粒子散射实验支持了汤姆孙的“葡萄干布丁”模型C、α粒子散射实验说明了电子并非原子的唯一组成部分D、α粒子散射实验支持了卢瑟福提出的原子核式结构模型5、题干：汤姆生通过对阴极射线的研究发现了一种新的基本粒子，该粒子的电荷与电子相反，下列关于这种粒子的说法正确的是：A、这种粒子与电子质量相同，但电荷数量负B、这种粒子与电子质量不同，但电荷数量相同C、这种粒子与电子质量相同，但电荷数量正D、这种粒子与电子质量不同，但电荷数量负6、题干：在卢瑟福的α粒子散射实验中，α粒子大部分穿过金箔没有发生偏转，少数发生大角度偏转，原因是：A、原子核内部有丰富的正电荷B、原子核内部带正电的质子数量比电子数量少C、大多数α粒子与电子发生作用，导致偏转角度大D、原子核半径小于原子半径，α粒子接近原子核时受到的库仑力更大7、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，以下哪个选项不是卢瑟福实验的直接证据？A、α粒子穿过金箔后发生大角度偏转B、大部分α粒子穿过金箔后几乎不发生偏转C、原子核的体积非常小D、原子核带有正电荷二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于原子核式结构模型的说法中，哪些是正确的？（数字、）A.原子主要由一个质子和若干个中子构成。B.电子围绕原子核做高速旋转，类似于行星围绕太阳旋转。C.汤姆孙通过阴极射线实验证实了原子具有核式结构。D.卢瑟福实验证明了大多数α粒子通过金箔时几乎直线前进，只有极少数被散射。2、汤姆孙的“枣糕模型”和卢瑟福的“核式结构模型”在以下几个方面存在显著差异，正确的说法有哪些？（数字、）A.小质量的粒子（像电子）是否存在于原子中。B.原子质量的分布方式。C.电子是否固定在一定轨道上。D.原子是由什么构成的。3、下列关于原子核式结构模型的描述中，正确的是（）A.原子是由原子核和核外电子组成的B.原子核的体积远小于整个原子的体积C.原子核中的质子数等于核外电子数D.原子核带正电，核外电子带负电E.原子核的密度远大于整个原子的密度三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：假设一个原子核由两个质子和两个中子组成，该原子核的电荷数和质量数分别是多少？请根据原子的核式结构模型解释为什么？第二题题目：一个科学家通过α粒子散射实验研究了原子的结构，并据此建立了原子的核式结构模型。根据你所学的知识，回答下列问题：1.在α粒子散射实验中，为什么大多数α粒子几乎直线通过金箔，而少数α粒子会发生明显偏转或反弹？2.描述核式结构模型的主要特征。3.如果α粒子直接射向大质量核，与强度与原子相同质量的均匀带正电的电子云相互作用，其散射角度会如何变化？并解释为什么。第三题A.原子核几乎集中了电子所携带的全部电荷B.原子核由质子和中子组成，其中质子带正电C.原子核的体积远小于整个原子体积D.早期卢瑟福的α粒子散射实验表明电子围绕原子核运行第四题已知某原子的核外电子数为8，核内质子数为10。请回答以下问题：（1）该原子的核内中子数是多少？（2）该原子的相对原子质量大约是多少？（3）该原子属于元素周期表的哪一周和哪一族？第五题题目：某同学在实验室使用α粒子散射实验模拟卢瑟福的原子核式结构模型。他将一束α粒子射向一个薄金属箔，观察到如下现象：1.多数α粒子穿过箔片后仍保持原来的运动方向；2.少数α粒子发生较大角度的偏转；3.极少数α粒子的运动轨迹几乎沿着原方向反向。请回答以下问题：（1）根据实验现象，该同学模拟的原子结构模型与卢瑟福的原子核式结构模型有何不同？请简述原因。（2）若该同学使用的α粒子束的强度增加，你认为α粒子偏转角度的一般情况会如何变化？请解释原因。《第2节原子的核式结构模型》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，以下关于该实验的说法不正确的是：A.实验中发现大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进B.实验中少数α粒子发生了较大角度的偏转C.实验结果表明原子内部的正电荷和质量集中在一个很小的空间范围内D.实验中α粒子穿过金箔的距离与原子核的大小无关答案：D解析：卢瑟福的α粒子散射实验表明，α粒子在穿过金箔时，其距离原子核越近，受到的库仑斥力越大，偏转角度越大。因此，α粒子穿过金箔的距离与原子核的大小是有关的。其他选项都是关于卢瑟福α粒子散射实验的正确描述。2、根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，下列说法错误的是：A.氢原子的能量会减小B.电子的动能会增大C.电子的势能会增大D.氢原子会辐射出光子答案：C解析：根据玻尔理论，当氢原子的电子由较高能级跃迁到较低能级时，氢原子的能量会减小，因为电子的总能量是其动能和势能之和，而电子的动能会增大，因为电子在较低能级时离原子核更近，受到的库仑引力更大。同时，氢原子会辐射出光子，因为电子从较高能级跃迁到较低能级时，能量差以光子的形式释放出来。因此，选项C错误。3、下列有关原子核式结构模型的说法正确的是（）A、α粒子散射实验说明了原子是由质子和中子组成的B、原子核式结构模型是由汤姆孙通过α粒子散射实验提出的C、原子核是位于原子中心的一个体积很小但质量几乎集中在其中的一个粒子D、原子核式结构模型提出了原子核是由质子和中子组成的观点答案：C解析：选项A不正确，α粒子散射实验说明了原子中心存在大量的正电荷，但并未直接说明原子是由质子和中子组成；选项B不正确，原子核式结构模型是由卢瑟福提出的，而汤姆孙提出了原子的“葡萄干布丁”模型；选项C正确，原子核式结构模型认为原子核是一个非常小而包含大部分原子质量的区域；选项D不正确，卢瑟福提出的原子核式结构模型中并未直接提及中子。4、关于原子的核式结构和α粒子散射实验的关系，下列表述正确的是（）A、α粒子散射实验与原子的核式结构模型无直接联系B、α粒子散射实验支持了汤姆孙的“葡萄干布丁”模型C、α粒子散射实验说明了电子并非原子的唯一组成部分D、α粒子散射实验支持了卢瑟福提出的原子核式结构模型答案：D解析：选项A不正确，α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构模型的重要依据；选项B不正确，α粒子散射实验支持的是卢瑟福的原子核式结构模型，而非汤姆孙的“葡萄干布丁”模型；选项C不完全准确，虽然α粒子散射实验表明原子内部除电子外还存在一个较大的带正电的中心区域，但不直接说明电子不是原子的唯一组成部分；选项D正确，α粒子散射实验结果支持了卢瑟福提出的原子核式结构模型。5、题干：汤姆生通过对阴极射线的研究发现了一种新的基本粒子，该粒子的电荷与电子相反，下列关于这种粒子的说法正确的是：A、这种粒子与电子质量相同，但电荷数量负B、这种粒子与电子质量不同，但电荷数量相同C、这种粒子与电子质量相同，但电荷数量正D、这种粒子与电子质量不同，但电荷数量负答案：C解析：汤姆生发现的这种新的基本粒子是正电子，它与电子质量相同，但电荷数量为正。因此，选项C正确。6、题干：在卢瑟福的α粒子散射实验中，α粒子大部分穿过金箔没有发生偏转，少数发生大角度偏转，原因是：A、原子核内部有丰富的正电荷B、原子核内部带正电的质子数量比电子数量少C、大多数α粒子与电子发生作用，导致偏转角度大D、原子核半径小于原子半径，α粒子接近原子核时受到的库仑力更大答案：D解析：卢瑟福的α粒子散射实验表明，α粒子在穿过金箔时发生大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑力更大，导致轨迹发生弯曲。原子核半径小于原子半径，使得α粒子在接近原子核时受到更强的库仑力作用。因此，选项D正确。7、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，以下哪个选项不是卢瑟福实验的直接证据？A、α粒子穿过金箔后发生大角度偏转B、大部分α粒子穿过金箔后几乎不发生偏转C、原子核的体积非常小D、原子核带有正电荷答案：A解析：卢瑟福的α粒子散射实验表明，大部分α粒子穿过金箔后几乎不发生偏转，说明原子内部大部分空间是空的。少数α粒子发生大角度偏转，甚至反弹回来，说明原子内部存在一个非常小但带有正电荷的核。因此，A选项不是卢瑟福实验的直接证据，而是实验现象的描述。其他选项都是卢瑟福实验的直接证据。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于原子核式结构模型的说法中，哪些是正确的？（数字、）A.原子主要由一个质子和若干个中子构成。B.电子围绕原子核做高速旋转，类似于行星围绕太阳旋转。C.汤姆孙通过阴极射线实验证实了原子具有核式结构。D.卢瑟福实验证明了大多数α粒子通过金箔时几乎直线前进，只有极少数被散射。答案：BD解析：原子核式结构模型是由卢瑟福提出的一个理论模型，它表明原子是由一个位于原子中心的原子核和围绕原子核运动的电子组成，核外电子绕核旋转，类似于行星环绕太阳的运动，因此B项正确。该模型是基于卢瑟福的α粒子散射实验得出的结论，通过这个实验，科学家证实了原子核的存在及其在原子中的位置，因此D项正确。总的来说，选项A和C的说法不完全准确或不正确，因此排除。2、汤姆孙的“枣糕模型”和卢瑟福的“核式结构模型”在以下几个方面存在显著差异，正确的说法有哪些？（数字、）A.小质量的粒子（像电子）是否存在于原子中。B.原子质量的分布方式。C.电子是否固定在一定轨道上。D.原子是由什么构成的。答案：ABD解析：汤姆孙的“枣糕模型”假设原子内部均匀分布着正、负电荷，这些电荷中和后使原子整体呈现电中性，类似于面包中均匀分布着葡萄干的模型。而卢瑟福“核式结构模型”认为原子主要由一个极小的带正电的原子核和在核外运动的电子组成，电子使原子变得相对“空旷”。因此，选项A（小质量的粒子是否存在于原子中）以及B（原子质量的分布方式）和D（原子由什么构成）都指出了两种模型的基本区别；而C（电子是否固定在一定轨道上）在汤姆孙模型中也是假定电子被束缚在轨道上，因此在描述原子结构时并没有根本性差异。3、下列关于原子核式结构模型的描述中，正确的是（）A.原子是由原子核和核外电子组成的B.原子核的体积远小于整个原子的体积C.原子核中的质子数等于核外电子数D.原子核带正电，核外电子带负电E.原子核的密度远大于整个原子的密度【答案】ABCDE【解析】A项：原子核式结构模型认为原子由原子核和核外电子组成，故A正确；B项：原子核的体积非常小，是整个原子的几分之一，故B正确；C项：在原子中，核内质子的数量等于核外电子的数量，以保持电中性，故C正确；D项：原子核带正电，核外的电子带负电，故D正确；E项：原子核是由质子和中子组成的，它们的体积和数量非常小，但质量很大，所以原子核的密度远大于整个原子的密度，故E正确。综上所述，选项ABCDE均正确。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：假设一个原子核由两个质子和两个中子组成，该原子核的电荷数和质量数分别是多少？请根据原子的核式结构模型解释为什么？答案：该原子核的电荷数为2，质量数为4。解析：在原子的核式结构模型中，原子核由质子和中子组成。质子带有正电荷，而中子不带电。电荷数是指原子核中质子的数量，质量数是指原子核中质子和中子的总数。本题中，原子核由两个质子和两个中子组成，因此质子的数量为2，电荷数即为2。同时，质子和中子的总数为4，所以质量数也是4。根据原子的核式结构模型，原子核的正电荷是由质子带来的，而中子不带电。因此，这个原子核的总电荷数为2，质量数为4。第二题题目：一个科学家通过α粒子散射实验研究了原子的结构，并据此建立了原子的核式结构模型。根据你所学的知识，回答下列问题：1.在α粒子散射实验中，为什么大多数α粒子几乎直线通过金箔，而少数α粒子会发生明显偏转或反弹？2.描述核式结构模型的主要特征。3.如果α粒子直接射向大质量核，与强度与原子相同质量的均匀带正电的电子云相互作用，其散射角度会如何变化？并解释为什么。答案与解析：1.在α粒子散射实验中，大多数α粒子几乎直线通过金箔，这是因为它们在实验材料（金箔）中遇到了相对较少的正电荷体。由于正电子相对于α粒子质量较大且集中在一起（核），α粒子主要受到原子核（带正电的集中部分）的吸引力微小，因此大多数α粒子几乎直线通过。然而，少数α粒子在经过原子核附近时，会受到较强的核电场作用，导致明显的偏转甚至反弹。这一现象支持了原子中正电荷绝大部分集群在原子中心的发现。2.核式结构模型的主要特征如下：原子大部分空间是空的：原子的大部分体积没有带电粒子，电子围绕着一个极小的中心区域。原子的质量几乎集中在中心：模型中，大部分质量集中在原子核中，这是由相对α粒子质量而言较小的电场和原子核的体积决定的。带正电的质子位于原子核中：正电荷主要集中在原子核内，电子则围绕着原子核运动。质子和中子共同组成原子核，质子决定了原子是什么元素。较小的原子核也带正电：原子核非常小，但在实验中对α粒子的散射有显著影响，这表明其正电荷相对集中。3.如果α粒子直接射向大质量核，与强度与原子相同质量的均匀带正电的电子云相互作用，则其散射角度将会加大。这是因为原子核的质量远大于电子云的质量，当α粒子靠近时，受到的核的吸引力远大于电子的吸引力。而在简化的模型中，若我们认为电子云也带来集中但均匀分布的电场，即便这并不完全符合实际情况，我们仍能解释其吸引作用。因此，α粒子整体上更可能被较集中的核所吸引，从而导致更强的散射效果，即散射角变大。解析：本题旨在考察学生对原子核式结构模型的理解以及α粒子散射实验中观察到的现象背后的物理原理。通过分析每一位α粒子的运动路径，学生可以加深对模型中关键特性的理解，并能基于此逻辑分析不同情况下α粒子可能遭受到的力及相应的运动轨迹变化。第三题A.原子核几乎集中了电子所携带的全部电荷B.原子核由质子和中子组成，其中质子带正电C.原子核的体积远小于整个原子体积D.早期卢瑟福的α粒子散射实验表明电子围绕原子核运行答案：D解析：A.正确。原子核确实集中了原子绝大多数的质量和电荷。B.正确。原子核是由质子和中子构成的，其中质子带正电，中子不带电。C.正确。原子核的体积极其微小，相对于整个原子的体积，可以忽略不计。D.错误。卢瑟福的α粒子散射实验是为了研究原子结构，他发现大部分α粒子直线穿过金箔，但少数α粒子发生了大角度偏转，这表明原子内部存在一个非常小但带正电的核。实验并没有直接表明电子围绕原子核运行，而是间接说明了原子的核式结构。电子围绕原子核运行的概念是由玻尔提出的。第四题已知某原子的核外电子数为8，核内质子数为10。请回答以下问题：（1）该原子的核内中子数是多少？（2）该原子的相对原子质量大约是多少？（3）该原子属于元素周期表的哪一周和哪一族？答案：（1）核内中子数=质子数-核外电子数=10-8=2（2）相对原子质量≈质子数+中子数=10+2=12（3）该原子属于元素周期表的第二周期，因为其核外电子层数为2；属于第IIA族，因为其最外层电子数为2。解析：（1）根据原子的组成，原子核由质