5.1 原子的结构基础巩固 2021—2022 学年高中物理粤教版（2019）选 择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的 是（　　） A．密立根通过油滴实验，计算出元电荷的带电量 B．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，爱因斯坦提出了能量子假说 C．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，发现阴极射线由带负电的粒子组成 D．卢瑟福通过  粒子散射实验，提出原子核式结构模型 2．关于近代物理学史，下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福的 α 粒子散射实验，使人们认识到原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的 B．光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面 C．爱因斯坦最先将能量子概念引入物理学，使得光电效应的理论与实验的矛盾迎刃而解 D．玻尔最先将能量子概念引入物理学，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律 3．下列叙述中符合物理学史的有（　　） A．汤姆生通过研究阴极射线实验发现了电子和质子的存在 B．卢瑟福通过对  粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的 C．牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把得到的彩色光带叫做光谱 D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说 4．卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是  粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现  粒子（ A．全部穿过或发生很小的偏转 B．全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回 C．绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被弹回 D．绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过 5．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 6．卢瑟福利用  粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（　　） A． B． C． D． 7．在  粒子散射实验中，当在  粒子最接近金原子核时，关于描述  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．  粒子与金原子核组成的系统能量最小 8．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．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 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．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 9．下列叙述中符合物理学史的是（　　） A．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 B．麦克斯韦成功地解释了光电效应现象 C．卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了原子有核式结构 D．汤姆逊发现了电子，并提出了原子核式结构模 型 10．对 α 粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( ) A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜 B．金箔的厚度对实验无影响 C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象 D．实验装置放在空气中和真空中都可以 11．在卢瑟福的  粒子散射实验中，某一  粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示．图中 P、Q 为轨 迹上的点，虚线是经过 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  粒子的作用，则关于该原子核的位置，正确的是（ ） A．一定在①区域 B．可能在②区域 C．可能在③区域 D．一定在④区域 12．氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在 1.61eV～3.10eV 范围内，则下列选项说法正确的是（ ） A．氢原子能量状态由 n = 2 能级跃迁到 n = 1 能级，放出光子为可见光 B．大量氢原子处于 n = 4 能级时，向低能级跃迁能发出 6 种频率的光子 C．氢原子光谱是连续光谱 D．氢原子处于 n = 2 能级时，可吸收 2.54 eV 的能量跃迁到高能级 13．关于物理学家及他们的科学贡献，下列说法中正确的是 A．洛伦兹发现了磁场对电荷的作用规律，库仑发现了电场对电荷的作用规律 B．普朗克提出了能量子观点，爱因斯坦发现光电子的能量是量子化的 C．卢瑟福的原子模型指出了原子核的存在，玻尔的原子模型不能解释氦原子的光谱 D．查德威克观察 β 衰变现象发现了中子，居里夫妇发现了人工放射性 14．氢原子的部分能级如图所示，已知可见光子能量在 1.62eV 到 3.leV 之间由此可推知，氢原子（　　） A．从高能级向 n=1 能级跃迁时发出的光都是可见光 B．从高能级向 n=2 能级跃迁时发出的光都是可见光 C．从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光是可见光的 D．从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时发出的光为可见光 15．物理学推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学发展过程的认识，下列说 法中正确的是 A．牛顿应用“理想斜面实验”推翻亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点 B．卢瑟福通过对 α 粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的 C．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律 D．英国科学家法拉第心系“磁生电”思想是受到了安培发现电流的磁效应的启发 二、填空题（共 4 题） 16．卢瑟福提出的原子核式结构学说能很好地解释  粒子散射实验，当  粒子在离核较远处穿过原子时， 因为________________，所以它们几乎不发生偏转；而当  粒子在离核较近处穿过原子且核很小时，因为 ________________，所以它们会发生大角度的偏转；如果  粒子碰到电子，因为________________，所以 几乎不影响  粒子的运动轨迹. 17．19 世纪，科学家在光学，原子和原子核的研究方面有不断的突破，指出下面三幅示意图中所表示的实 验;并说明这些实验能提出的物理模型或物理规律： A 图：________________________________ B 图：________________________________ C 图：________________________________ 18．如图甲所示是一个电子射线管的结构图。请回答下列问题： 第一：请说出电子射线管的结构和原理；______ 第二：没有磁场时，电子束的径迹怎么样？______ 第三：把电子射线管放在蹄形磁铁的两极间（图乙）电子束的径迹怎么样？你的判断依据是什么？______ 19．（1）如图所示为卢瑟福和他的同事们做 α 粒子散射实验的装置示意图，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，观察到的现象描述正确的是__________ A．在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B．在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在 A 位置时稍多些 C．在 C、D 位置时，屏上观察不到闪光 D．在 D 位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 （2）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电 器指针张开一个角度，如图所示，这时_______ A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电 （3）某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，如光的频率不变而强度减弱，那么下述结 论中正确的是________ A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出 B．逸出的电子数减少 C．逸出的电子数和最大初动能都减小 D．逸出的电子最大初动能不变． 三、综合题（共 4 题） 20．已知氢原子的半径是 5.3 �10 11 m 。按照卢瑟福的原子模型，若近似认为电子绕原子核做匀速圆周运动， 求电子绕原子核运动的速率和频率。 21．如图所示，能否将原子的能级跃迁与上下楼梯时势能的变化进行比较？请考虑什么情况下楼梯会趋向 于连续的斜面、再与氢原子能级示意图比较，猜想氢原子能量在什么情况下量子效应最明显，什么情况下 趋向于经典中的连续能量，这与量子数 n 的大小有关吗？如果按照氢原子能级的比例作出“楼梯图”，其应 当是怎样的？ 22．已知氢原子光谱中巴耳末线系第一条谱线 H o 的波长为 6565 A ． （1）试推算里德伯常量的值． o 10 （2）利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量．（1A =10 m ） 23．卢瑟福通过 α 粒子轰击金箔的实验中发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构 模型．左下平面示意图中的四条线表示 α 粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条 α 粒子的运动轨迹． 参考答案： 1．B 2．B 3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．D 9．C 10．A 11．A 12．B 13．C 14．D 15．C 16． 核对  粒子的库仑力很小 17． 根据图像可知为 α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式模型 性 核对  粒子的库仑力很大 电子质量远小于  粒子 光的双缝干涉，证明了光的波动 光电电效应，证明了光的粒子性 18． [1]第一：真空玻璃管内安装有一个阴极和一个阳极，阴极接高压的负极，阳极接正极。阴极能够发射电子， 电子束在两极的电场的电场力作用下从阴极飞向阳极 [2]第二：没有磁场的情况下，电子束的路径是直进的。 [3]第三：在磁场的作用下，电子束的路径是向下偏转。由左手定则可以判断。 19． AD B BD 6 15 20． 2.2 �10 m/s ， 6.6 �10 Hz 21． 当能级间的能量差无限趋于零时，氢原子在基态或者低能级时量子效应明显，在高能级状态趋向于经典中 的连续能量。量子数 n 越小，量子效应越明显，量子数越大，量子效应越不明显。如果比作梯，则越低的 台阶跨度较大，而越高的台阶高度差越来越小，到最后几乎是平缓的。 7 1 7 22．（1） 1.097 �10 m （2） 4.102 �10 m 4.85 �10 19 J 23．