人教版高中物理精讲精练-选择性必修34.3原子的核式结构模型 原卷版

4.3原子的核式结构模型【知识归纳】考点一：电子的发现考点二：α粒子散射实验及其解释考点三：原子的核式结构模型考点四：原子核的电荷与尺度【考点归纳】知识点一、电子的发现1．阴极射线：阴极发出的一种射线．它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光．2．汤姆孙的探究根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电(填“正电”或“负电”)的粒子流，并求出了这种粒子的比荷．组成阴极射线的粒子被称为电子．3．密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．目前公认的电子电荷的值为e＝1.6×10－19_C(保留两位有效数字)．4．电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e的整数倍．5．电子的质量me＝9.1×10－31kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为eq\f(mp,me)＝1_836.技巧归纳：阴极射线带电性质的判断方法①方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质．②方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质．(3)实验结果根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电．2．带电粒子比荷的测定(1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝eq\f(E,B).(2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝meq\f(v2,r)，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2r).知识点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”，如图知识点三．α粒子散射实验：(1)α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中．(2)实验现象①绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进；②少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”．(3)实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型．3．核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．三、原子核的电荷与尺度1．原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数．3．原子核的大小：用核半径描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15m，而整个原子半径的数量级是10－10m，两者相差十万倍之多．二：考点题型归纳题型一：电子的发现1．（20-21高二下·吉林长春）关于电子的发现，下列叙述中正确的是（）A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的2．（19-20高二下·浙江杭州）下列关于电子的说法错误的是（）A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的C．电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转3．（19-20高三上·全国·课后作业）英国物理学家J.J.汤姆孙通过对阴极射线的实验研究，发现（）A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．J.J.汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量题型二：α粒子散射实验及其解释4．（22-23高二下·陕西咸阳·阶段练习）1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革、马斯登一起进行了著名的“粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动轨迹如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了原子的核式结构。下列描述中，正确的是（）A．绝大多数粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转B．少数粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进C．该实验证实了汤姆生原子模型的正确性D．通过粒子散射实验，估计出原子核半径的数量级为5．（22-23高二下·山东威海·期末）α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，为建立现代原子核理论打下了基础，关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A．汤姆生根据α粒子散射实验，提出了原子核的核式结构B．该实验需要在真空环境下才能完成C．该实验表明α粒子大角度偏转可能是与电子直接碰撞造成的D．在其他条件相同情况下，只改变金箔的厚度，对实验结果没有影响6．（22-23高二下·北京大兴·期末）在如图所示的粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转的原因是（）

A．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．原子只能处于一系列不连续的能量状态中C．粒子与原子中的电子发生碰撞D．正电荷在原子中均匀分布题型三：原子的核式结构模型7．（22-23高二下·河南南阳·期末）α粒子散射可以用来估算核半径。对于一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为m，而整个原子半径的数量级是m，两者相差十万倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。如果把原子放大为直径是100m的球，原子核的大小相当于下列哪个物体（

）A．一粒小米 B．一粒葡萄 C．一个乒乓球 D．一个篮球8．（21-22高二下·湖南益阳·期末）粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，关于粒子散射实验，下列说法正确的是（

）A．该实验的数据支持了原子结构的“西瓜模型”B．粒子散射实验，证明了原子核是可以再分的C．该实验选用金的原因之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔D．该实验表明原子中心有一个体积极大的核，它占有原子体积的极大部分9．（2022高三·全国·专题练习）如图是卢瑟福的粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（）A．该实验证实了原子枣糕模型的正确性B．只有少数的粒子发生大角度偏转C．根据该实验估算出原子核的直径约为D．粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转题型四：原子核的电荷与尺度10．（20-21高二下·吉林长春·期中）关于原子结构，下列说法正确的是（）A．原子中的原子核很小，核外很“空旷” B．原子核半径的数量级是10-10mC．原子的全部电荷都集中在原子核里 D．原子的全部质量都集中在原子核里11．（19-20高二·全国·课时练习）下列对原子结构的认识中，错误的是（）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12．（20-21高二下·甘肃张掖·期中）如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（）A．该实验证实了原子的枣糕模型的正确性 B．只有少数的α粒子发生大角度偏转C．根据该实验估算出原子核的半径约为10－10mD．α粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转【课堂过关精练】一、单选题13．（23-24高二下·江苏淮安·期中）通过对下列哪个实验现象的研究提出了原子的核式结构模型（）A．光电效应 B．黑体辐射实验C．粒子散射实验 D．康普顿效应14．（22-23高二下·甘肃白银·期末）卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（）A．原子的核式结构模型 B．电子是原子的组成部分C．原子核由质子和中子组成 D．原子核是由质子和中子组成15．（22-23高二下·北京通州·期末）根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释粒子散射实验，使极少数粒子发生大角度偏转的作用力是（）A．原子核对粒子的万有引力 B．原子核对粒子的库仑斥力C．核外电子对粒子的万有引力 D．核外电子对粒子的库仑斥力16．（22-23高二下·福建厦门·期末）人类在研究材料、光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程，我国在相关研究领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列正确的是（）A．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性，所以在物理性质上表现为各向异性B．卢瑟福最先发现电子，并提出了原子的核式结构学说C．原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的D．贝可勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的17．（22-23高二下·四川绵阳·期末）关于卢瑟福粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是（

）A．原子的质量几乎全部集中在原子核内B．绝大多数粒子在实验中几乎不偏转，是因为原子核质量很大C．使粒子产生大角度偏转的作用力，是电子对粒子的库仑斥力D．使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的万有引力18．（22-23高二下·天津河西·期末）当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹中不可能存在的是（

）

A．C轨迹D轨迹 B．D轨迹B轨迹C．A轨迹D轨迹 D．B轨迹C轨迹19．（22-23高二下·四川德阳·期末）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（）A．普朗克提出了光子说，成功地解释了光电效应现象B．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核，发现了质子C．康普顿效应有力证明了光的波粒二象性D．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核20．（22-23高二下·河南南阳·期末）如图所示的实验装置为用α粒子轰击金箔，研究α粒子散射情况的实验装置。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（

）

A．该实验最早是由玻尔所做B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞C．卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的21．（22-23高二下·江苏徐州·期末）如图所示为α粒子散射的实验装置示意图。将显微镜先后置于图中的A点和B点，在这两点观察的时间相同，则（

）A．在B点一定观察不到闪光B．在A、B两点观察到的闪光次数接近C．在B点能观察到闪光，主要因为α粒子通过金箔时与电子发生碰撞D．在A点观察到的闪光次数远多于在B点观察的，说明金原子内部非常空旷【高分突破精练】一、单选题22．（22-23高二下·辽宁）1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用粒子轰击金箔，研究粒子散射的情况。关于粒子散射实验，下列说法正确的是（

）A．粒子大角度散射是由于电子对它的吸引B．粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞C．该实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围D．通过粒子散射实验只能确定原子核很小，而无法估算原子核半径的数量级23．（2023·黑龙江哈尔滨·三模）在粒子散射实验中，下列图景正确的是（）A．

B．

C．

D．

24．（2023·河北沧州·模拟预测）1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用粒子轰击金箱，研究粒子被散射的情况，实验用高速的射线轰击厚度为微米的金箔，发现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较大的偏转，大约有的粒子偏转角大于90°，甚至观察到偏转角接近180°，其散射情景如图所示。关于粒子散射实验，下列说法正确的是（）A．实验的目的是想证明原子具有核式结构模型B．实验中粒子穿过金原子核发生偏转的原因是受到电子对它的库仑力作用C．极少数粒子发生大角度偏转，是原子内部两侧的正电荷对粒子的斥力不相等造成的D．由实验数据可以估算出金原子核的直径数量级25．（22-23高二下·河南三门峡·阶段练习）关于卢瑟福散射实验和原子核式结构学说下列正确的是（）A．通过粒子散射实验肯定了汤姆孙提出的“枣糕模型”B．用粒子散射的实验数据估算原子核的大小C．原子核式结构学说结合经典电磁理论，能解释原子的稳定性D．通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的26．（21-22高二下·北京海淀·期中）下列说法不正确的是（）A．粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．卢瑟福做粒子散射实验时发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数粒子发生大角度偏转C．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型D．卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了粒子发生大角度偏转的原因二、多选题27．（22-23高二下·北京西城·期中）如图为卢瑟福所做的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，下述说法中正确的是（）A．相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B．放在C、D位置时屏上观察不闪光C．该实验说明原子中正电荷是均匀分布的D．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上28．（22-23高二下·全国·课前预习）关于电子的发现，下列叙述中正确的是（）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．电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象29．（22-23高二下·河南·期中）如图所示为粒子散射实验的示意图：放射源发出射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理错误的是（）

A．在位置②接收到的粒子最多B．在位置①接收到粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内C．位置②接收到的粒子一定比位置①接收到的粒子所受金原子核斥力的冲量更大D．若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到粒子的比例应相差不多30．（22-23高二下·吉林白山·期末）1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用粒子轰击金箔，研究粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于粒子散射实验，下列说法正确的是（）

A．少数粒子发生了大角度的偏转，极少数粒子偏转的角度大于B．粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞C．粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的D．粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量31．（22-23高二下·辽宁辽阳·期末）粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是（）

A．荧光屏在C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少B．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C．荧光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多D．该实验说明原子质量均匀地分布在原子内32．（21-22高二下·四川成都·阶段练习）物理学家通过实验及科学推理，从而获得了对自然现象的科学认识，推动了物理学的发展。下列说法符合事实的是（）A．JJ汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并测量了电子的比荷B．密立根通过“油滴实验”直接测出了电子的电荷量。C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象，提出了原子内部有一个原子核D．在α粒子散射实验中，正对原子核入射的粒子，离核越近速度越小，电势能也越小33．（21-22高二下·北京丰台·阶段练习）1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的α粒子散射实验。α粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法正确的是（）A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于其与电子发生了碰撞B．绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小、带正电且占有原子几乎全部质量的核D．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，电势能最小34．（21-22高二下·四川成都·阶段练习）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四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是（）

A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光C．卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的现象肯定了汤姆孙的“枣糕模型”D．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型35．（21-22高二下·新疆昌吉·期中）卢瑟福在研究α粒子轰击金箔的实验中，根据现象提出原子的核式结构。以下说法正确的是（）A．绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子带正电的部分是均匀分布的B．极少数α粒子发生大角度的偏转，说明这些α粒子受到了较大的库仑斥力作用C．α粒子轰击金箔的实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．α粒子轰击金箔的实验现象说明带负电的电子在核外空间里绕着核旋转三、填空题36．（2022·上海虹口·二模）图示为英国物理学家卢瑟福设计的实验装置图。实验中，金箔的厚度约为4.0×m（选填“10-11”、“10-6”、“10-3”）。用高速飞行的α粒子轰击金箔，发现：α粒子产生超过90°的大角度偏转，甚至被弹回（选填“绝大多数”、“少数”、“极少数”）。37．（20-21高二下·河南洛阳·期中）如图所示为汤姆孙做阴极射线实验时用到的气体放电管，在K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D间不