4.3 原子的核式结构模型 学科素养提升练（解析版） 一、选择题 1．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 2．1909 年，英籍物理学家卢瑟福和他的学生盖革·马斯顿一起进行了著名的“α 粒子散射实 验”，实验中大量的粒子穿过金属箔前后的运动情形如图所示，下列关于该实验的描述正确 的是（　　） A．“α 粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转 B．“α 粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小 C．根据 α 粒子散射实验不可以估算原子核的大小 D．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 3．下列说法中正确的是（　　） A．水很难被压缩，这是因为水分子间没有空隙 B．被毛皮摩擦过的橡胶棒吸引的小球可能不带电 C．卢瑟福的原子核依据式模型理论，在原子中绕核高速旋转的是质子 D．花开的季节，走近花园就能闻到扑鼻的花香，这是因为分子之间存在引力 4．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C．图丙：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性 5．如图所示为 α 粒子散射实验装置的示意图，显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前 的荧光屏可观察 α 粒子在各个角度的散射情况。下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子的“枣糕”式放射源金箔荧光屏 B．相同时间内，在 A 位置观察到屏上的闪光次数多于 B 位置 C．少数 α 粒子发生大角度偏转是由于它们跟电子发生了碰撞 D．通过 α 粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是 10-15m 6．如图所示，高速运动的  粒子被位于 O 点的重原子核散射，实线表示  粒子运动的轨迹， M 、 N 和 Q 为轨迹上的三点， N 点离核最近， Q 点比 M 点离核更远，则（　　） A．  粒子在 M 点的速率比在 Q 点的大 B．三点中，  粒子在 N 点的电势能最大 C．在重核产生的电场中， M 点的电势比 Q 点的低 D．  粒子从 M 点运动到 Q 点，电场力对它做的总功为负功 7．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　） A．伽利略开创了将实验和逻辑推理相结合的研究方法 B．库仑最早用实验测得元电荷 e 的数值 C．牛顿最先通过实验测出了引力常量 G 的数值 D．汤姆孙通过对天然放射现象的研究发现了电子 8．如图所示为卢瑟福 α 粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动， 通过显微镜前相连的荧光屏可观察 α 粒子在各个角度的散射情况。下列说法正确的是（　 ） A．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 B．在图中的 A、B 两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 C．在图中的 B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光 D．α 粒子发生散射的主要原因是 α 粒子撞击到金原子后产生的反弹 9．根据 α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模 型的 α 粒子散射图景，图中实线表示 α 粒子运动轨迹。下列说法正确的是：（　　） A．卢瑟福在 α 粒子散射实验中发现了电子 B．α 粒子出现较大角度偏转的原因是 α 粒子接近原子核时受到的库仑斥力较小 C．α 粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大 D．α 粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小 10．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 10-10m C．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．物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中正确的是（ ） A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分 B．卢瑟福通过对 α 粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型 C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应 D．玻尔首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念 12．下列说法正确的是（　　） A．牛顿用实验证明了牛顿第一定律 B．爱因斯坦通过解释光电效应现象，得出光具有波动性 C．卢瑟福通过 α 粒子散射实验，发现了衰变现象 D．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量 13．对原子的认识，正确的是（　　） A．原子由原子核和核外电子组成 B．原子核的质量就是原子的质量 C．原子核的电荷数就是核中的质子数 D．原子序数等于核电荷数与电子电荷量大小的比值 14．下列属于卢瑟福原子核式结构理论的是（　　） A．原子的中心有个核，叫作原子核 B．原子正电荷均匀分布在整个原子中 C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 D．带负电的电子在核外绕着核旋转 15．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 二、解答题 16．请叙述：卢瑟福的原子模型与汤姆孙的原子模型的主要区别是什么？卢瑟福实验中少 数  粒子大角度偏转的原因是什么？ 17．氢原子内有一个氢原子核和一核外电子，电子和原子核都带一个元电荷，电子带负电， 原子核带正电，电子质量为 m，设电子绕原子核运动的轨道半径为 r，求： （1）电子的运动周期； （2）电子的动能 Ek； （3）等效电流的大小. 参考答案： 1．D 【解析】 A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，A 错误； B．原子的核式结构是卢瑟福通过 α 粒子的散射实验才提出的，B 错误； C．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C 错误； 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，D 正确。 故选 D。 2．B 【解析】 A．“α 粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子基本上仍沿原来的方向前进，有少数 α 粒 子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，故 A 错误； B．“α 粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小，这样才会使 α 粒 子在经过时受到很强的斥力，才可能使 α 粒子发生大角度的偏转，故 B 正确； C．原子核的半径是无法直接测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α 粒子散 射是估计核半径的最简单的方法，故 C 错误； D．该实验否定了汤姆孙原子模型的正确性，故 D 错误。 故选 B。 3．B 【解析】 A．水很难被压缩，是因为水分子间存在着斥力，不是因为没有空隙，故 A 错误； B．被毛皮摩擦过的橡胶棒带了负电，可以吸引轻小物体，因此吸引的小球可能不带电， 故 B 正确； C．卢瑟福的原子核依据式模型理论，在原子中绕核高速旋转的是电子，故 C 错误； D．花开的季节，走近围墙就能闻到扑鼻的花香，说明分子在不停地做无规则的运动，而 不能说明分子之间存在引力，故 D 错误。 故选 B。 4．D 【解析】 A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故 A 正确； B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的，故 B 正确； C．卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故 C 正确； D．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故 D 错误。 本题选不正确项，故选 D。 5．D 【解析】 A．汤姆孙首先发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型。卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了 原子的核式结构学说。故 A 错误； B．α 粒子散射实验，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。故相同时间内，在 A 位置观察到屏上的闪光次数少于 B 位置。故 B 错误； C．少数 α 粒子发生大角度偏转，主要原因是 α 粒子撞击到金原子后，因库仑力作用，且金 原子核质量较大，从而出现的反弹。故 C 错误； D．通过“α 粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为 10−15m，故 D 正确。 故选 D。 6．B 【解析】 B．重原子核与  粒子之间电场力为斥力，所以  粒子从 Q 运动到 M 过程中，电场力先做 负功后做正功，所以  粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小，所以 N 点电势能 最大，则 B 正确； C．重原子核带正电，根据正点电荷的等势面的分布可知，  粒子在离原子核越远的点， 其电势越低，所以在重核周围产生的电场中， Q 点的电势比 M 点的低，则 C 错误； AD．  粒子从 M 点运动到 Q 点，根据 WMQ  qU MQ  q   M  Q  由于 Q 点的电势比 M 点的低，即 U MQ  0 ，则电场力对它做的总功为正功，所以 能增大，则  粒子在 M 点的速率比在 Q 点的小，所以 AD 错误； 故选 B。  粒子动 7．A 【解析】 A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，故 A 正确； B．美国物理学家密立根最早用实验测得元电荷 e 的数值，故 B 错误； C．牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量 G 的数值，故 C 错误； D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故 D 错误。 故选 A。 8．A 【解析】 A．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，选项 A 正确； B．因大多数粒子不改变运动方向，则在图中的 A、B 两位置分别进行观察，相同时间内在 A 处观察到屏上的闪光次数多，选项 B 错误； C．因只有少数的粒子产生大角反射，则在图中的 B 位置进行观察，屏上同样可观察到闪 光，选项 C 错误； D．α 粒子发生散射的主要原因是 α 粒子受到金原子核的斥力作用从而改变运动方向，选项 D 错误； 故选 A。 9．D 【解析】 A．卢瑟福通过 α 粒子散射实验提出原子核式结构，汤姆孙发现了电子，故 A 错误； BCD．α 粒子在接近金原子核的过程中，斥力越来越大，加