4.3、原子的核式结构模型 一、单选题 1．卢瑟福的 α 粒子散射实验的结果（ ） 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．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 D．说明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上 2．下列有关物理史实的说法中，正确的是（　　） A．安培发现了电流的磁效应 B．库仑利用油滴实验测定了元电荷的数值 C．玻尔基于 α 粒子散射实验的事实，提出了原子的“核式结构模型” D．爱因斯坦引入了光量子概念，建立了光电效应方程，成功解释了光电效应现象 3．α 粒子散射实验中，α 粒子经过某一原子核附近时的两种径迹如图所示。虚线为原 子核的等势面，α 粒子以相同的速率经过电场中的 A 处后，沿不同的径迹 1 和 2 运动， 由径迹不能断定的是（　　） A．原子核带正电 B．整个原子空间都弥漫着带正电的物质 C．粒子在径迹 1 中的动能先减小后增大 D．经过 B、C 两点，两粒子的速率相等 4．卢瑟福的  粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况（ ） A．原子内存在电子 B．原子的大小为 10 10 m C．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 D．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上 5．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 6．在  粒子散射实验中，电子对  粒子运动的影响可以忽略，这是因为与  粒子相比， 电子 A．电量太小 B．速度太小 C．体积太小 D．质量太小 7．关于物理学家对物理学发展做出的突出贡献，以下说法中正确的是： A．法拉第发现了电磁感应现象并首先提出了电磁感应的相关规律 B．爱因斯坦首先发现了光电效应现象并用光电效应方程来解释它 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在并首先捕捉到了它 D．卢瑟福首先提出了原子的核式结构模型并发现了质子 8．有些物理规律的发现，是先通过推理分析建立理论，后来才由实验加以验证确认． 在物理学发展史上，下列说法符合上述情况的是 A．牛顿发现了万有引力定律，后来卡文迪许用扭秤测出了两个铅球之间的万有引力， 并推算出引力常量的数值 B．爱因斯坦提出了光子说，据此理论后来发现了光电效应现象 C．麦克斯韦提出电磁场理论并预言存在电磁波，后来法拉第用实验证实了电磁波的存 在 D．汤姆孙提出原子的核式结构模型，后来被卢瑟福用 α 粒子散射实验所证实 9．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　） A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性 D．极少数 α 粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间 10．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，图中 P、Q 为轨迹上的点，虚线是过 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该  粒子的作用，那么该原子核 可能位于 A．①区域 B．②区域 C．③区域 D．④区域 11．当 α 粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是（　　） A． α 粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用 B． α 粒子一直受到原子核的斥力作用 C． α 粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用 D． α 粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小 12．在人类对物质结构与物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、小心 求证，取得了辉煌的成就。下列描述中正确的是（　　） A．伽利略猜想自由落体运动的位移与时间的平方成正比，牛顿通过斜面实验并合理 外推 B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许进行了“月一地”检验 C．汤姆逊发现电子并提出原子核式结构，卢瑟福通过  粒子散射实验进行了证实 D．麦克斯韦预言了变化的电场或磁场会产生电磁波，赫兹在实验室证实了电磁波的 存在 13．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 二、多选题 14．以下说法符合物理学史的是_______（填正确的答案标号） A．康普顿引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合 得非常好，并由此开创了物理学的新纪元 B．康普顿效应表明光子具有能量 C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性 D．汤姆逊通过 α 粒子散射实验，提出了原子具有核式结构 E．为了解释黑体辐射规律，康普顿提出了电磁辐射的能量是量子化的 15．下列说法中，正确的是（　　） A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量 B．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的 C．汤姆孙油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是 e 的整 数倍 D．通过实验测得电子的比荷及电子电荷量 e 的值，就可以确定电子的的质量 16．在物理学的发展过程中，许多物理学家提出的理论和假设推动了人类历史的进步． 下列表述符合物理学史实的是（　　） A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子并建立了原子的“枣糕”模型 B．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式 C．贝克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 D．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性 三、填空题 17．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. 18．（1）阴极射线：______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__ ____（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。 19．1904 年汤姆孙首先提出了原子的______________模型。 20．1897 年,英国物理学家汤姆孙发现了_______________,使人们进一步认识到原子不 是组成物质的最小单位,它是有内部结构的。 四、解答题 21．卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的依据是什么？ 3 22．加在阴极射线管内两个电极之间的电压为 4 �10 V ，如果电子离开阴极表面时的 速度为 0，试求电子到达阳极时的速度。 23． 19 世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点。一种观点认为阴极射线是电磁辐 射，另一种观点认为阴极射线是带电粒子。1897 年，汤姆孙判断出该射线的电性，并 求出了这种粒子的比荷，为确定阴极射线的本质做出了重要贡献。假设你是当年“阴极 射线是带电粒子”观点的支持者，请回答下列问题： （1）如图所示的真空玻璃管内，阴极 K 发出的粒子经加速后形成一束很细的射线，以 平行于金属板 C 、 D 的速度沿板间轴线进入 C 、 D 间的区域，若两极板 C 、 D 间无电 压、粒子将打在荧光屏上 O 点。如何判断射线粒子的电性？ （2）已知 C 、 D 间的距离为 d ，在 C 、 D 间施加电压 U ，使极板 D 的电势高于极板 C O B ，同时在极板间施加一个磁感应强度大小为 的匀强磁场，可以保持射线依然打到 v 点。求该匀强磁场的方向和此时射线粒子的速度 的大小。 （3）撤去（2）中的磁场， C 、 D 间的电压仍为 U ，射线打在屏上 P 点。已知极板的 l2 l1 y O O 长度为 ，极板区的中点 M 到荧光屏中点 的距离为 ， P 到 的距离为 。试求射 线粒子的比荷。 五、作图题 24．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．D 【解析】 【详解】 此实验不能说明质子的存在，故 A 错误；此实验不能说明原子核的构成，故 B 错误；此实 验不能说原子中的电子的运动情况．故 D 错误；α 粒子散射实验中大多数 α 粒子通过金箔 后仍沿原来的方向前进，只有少数的发生了偏转，极少数的超过了 90°，有的超过了 180° 甚至被弹了回来，说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上．故 D 正确．故选 D． 2．D 【解析】 【分析】 【详解】 A．奥斯特发现了电流的磁效应，选项 A 错误； B．密立根利用油滴实验测定了元电荷的数值，选项 B 错误； C．卢瑟福于 α 粒子散射实验的事实，提出了原子的“核式结构模型”，选项 C 错误； D．爱因斯坦引入了光量子概念，建立了光电效应方程，成功解释了光电效应现象，选项 D 正确。 故选 D。 3．B 【解析】 【分析】 【详解】 A．两个径迹都显示 α 粒子受到的是斥力，所以原子核带正电，故 A 正确； C．粒子在径迹 1、2 中原子核对它们先做负功，后做正功，动能先减小，后增大，故 C 正 确； D．同一等势面，势能相同，动能变化量也相同，故 D 正确。 B．α 粒子散射实验证实了原子核的存在，故 B 错误。 本题选不能断定的，故选 B。 4．C 【解析】 【详解】 此实验不能说明原子内存在电子，故 A 错误；α 粒子数射实验的结果，可知，原子核大小 数量级为 10-15m，故 B 错误；卢瑟福根据 α 粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构， 原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．故 C 正确．由于极少数 α 粒子发生了大 角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内．故 D 错误．故选 C． 5．D 【解析】 【详解】 卢瑟福通过 α 粒子散射实验，提出了原子的核