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．从 α 粒子散射实验结果出发推出的结论有： ① 金原子内部大部分都是空的； ② 金原子是一个球体； ③ 汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况； ④ 原子核的半径约是 10－15 m 其中正确的是（ A．①②③ ） B．①③④ C．①②④ D．①②③④ 2．下列四幅示意图所表示的实验中，能说明光具有粒子性的是（　　） A． B． C． D． 3．有关原子结构，下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福的 α 粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型” B．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 C．卢瑟福的 α 粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子 D．玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 4．下列说法中正确的是________ A．一个质子和一个中子结合成氘核，一定会释放出能量 B．汤姆生发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构 C．根据玻尔理论，电子没有确定轨道，只存在电子云 D．氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大 5．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有 (　　) A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B．α 粒子散射实验中少数 α 粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子核内部结构的道路 D．玻尔提出的原子定态，原子可以稳定在固定的能级上，玻尔原子理论能成功地解释几乎所有原子的光 谱现象 6．卢瑟福和他的助手做 α 粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于 α 粒子散射实验的结果，下列说法正 确的是(　　) A．证明了质子的存在 B．证明了原子核是由质子和中子组成的 C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 7．  粒子散射实验又称金箔实验、Geiger-Marsden 实验或卢瑟福  粒子散射实验，实验装置如图所示。通 过该实验，我们可以知道（　　） A．该实验证实了汤姆孙的“西瓜模型”是正确的 B．大多数  粒子穿过金箔后，其运动方向受到较大的影响 C．原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在其中 D．占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内 8．下列说法错误的是（ ） A．光电效应实验表明光具有粒子性 B．只要入射光频率超过金属的截止频率，就可以发生光电效应 C．氢原子光谱是连续谱 D．通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的 9．在物理学的发展史中，重要实验对物理学的发展有着关键性作用，下列关于物理学家、物理实验及其 作用的描述中正确的是 A．汤姆孙通过 α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 B．科学家发现的光电效应现象证明光具有波粒二象性 C．卢瑟福对阴极射线的研究发现了电子，进一步实验证明电子是原子的组成部分 D．密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量 10．下列说法中符合物理学史实的是（　　） A．查德威克通过研究阴极射线发现电子，从而打开了原子物理大门 B．勒纳等人通过实验得出光电效应的四个特征 C．玻尔首先提出了原子的核式结构学说，第一次将量子化引入到原子领域 D．卢瑟福用 α 粒子轰击金箔实验证明原子是由其它粒子组成的 11．如图所示为氢原子能级结构示意图，下列说法正确的是（　　） A．一群处于 n  5 能级的氢原子在向低能量状态跃迁时最多可以发出 10 种不同频率的光 B．氢原子光谱是连续谱 C．处于 n  1 能级的氢原子可以吸收能量为12eV 的光子跃迁到高能级 D．氢原子的电离能为 13.6eV 12．关于近代物理的相关知识，下列说法正确的是 A．汤姆逊根据气体放电实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷 B．根据波尔原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射 一定频率的光子，同时核外电子的动能变小 C．爱因斯坦大胆的提出了运动的实物粒子也具有波动性的假设 D．波尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了所有原子光谱的实验规律 13．已知氢原子基态的能量为 E1（E1＜0），处于量子数为 n 的激发态的氢原子能量为 En  E1 n 2 。处于某一 E1 激发态的一群氢原子可以发出 3 种不同频率的光，这 3 种光中能使逸出功为 3 的金属发生光电效应的有 （　　） A．0 种 B．1 种 C．2 种 D．3 种 14．根据 α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势 线，实线表示一个 α 粒子的运动轨迹。在 α 粒子从 a 运动到 b，再运动到 c 的过程中，下列说法中正确的是 （　　） A．动能先增加，后减少 B．电势能先减少，后增加 C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D．加速度先变小，后变大 15．历史上，下列哪个发现使人们开始认识到原子是有结构的 A．天然放射现象的发现 B．中子的发现 C．质子的发现 D．电子的发现 二、填空题（共 4 题） 16．通过如图的实验装置，卢瑟福建立了____________模型。实验时，若将显微镜分别放在位置 1、2.3.则 能观察到粒子数量最多的是位置___________. 17．卢瑟福通过_________实验，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， 图中的四条线表示  粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条  粒子的运动轨迹( ) 18．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中实线所示。两虚线和 轨迹将平面分为五个区域。不考虑其他原子核对  粒子的作用，那么该原子核可能在区域______。（  粒 子与原子核之间的作用力为排斥力） 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．当电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道上时，电子受原子核的作用力怎样变化？电 子的电势能怎样变化？在玻尔的氢原子能级公式中，为什么原子的能量是负值？请与同学讨论交流。 21．在氢原子光谱的紫外区的谱线系中有多条谱线，试利用莱曼系的公式  10�m 7 2，3，4……，其中 R1.0974 1 1 1 1  R ( 2  2 ) ，n＝  1 n ，计算紫外线的最长波和最短波的波长。 22．如图所示，用玻尔理论解释，当巴耳末公式 n  5 时计算出的氢原子光谱的谱线，是哪两个能级之间的 跃迁造成的？ 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．C 3．D 4．A 5．B 6．C 7．D 8．C 9．D 10．B 11．A 12．A 13．C 14．C 15．D 16． 原子核式结构 17．  粒子散射 3 卢瑟福通过  粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大 多数  粒子几乎不发生偏转，少数  粒子发生了较大的角度偏转，极少数  粒子发生了大角度偏转（偏转 角度超过 90°，有的甚至几乎达到 180°，被反弹回来）。据此可画出  粒子的运动轨迹： 18．④ 19． AD B BD 20． 氢原子的核外电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道上时，轨道半径增大，电子受原子核 的作用力减小，能级升高，则氢原子能量增大，动能减小，电势能增大；假设无限远处电势能为 0，电子 靠近原子核时电场力做正功，电势能减小，故原子的能量是负值。 21．1.22×10－7 m；9.12×10－8 m 22．由 5 能级跃迁到 2 能级时产生的 23．