【备战2022】高考物理选择题专项练习集：α粒子散射实验 原子的核式结构(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：α粒子散射实验 原子的核式结构(成都专栏)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共23小题；共92分）
1. 下列事例中能说明原子具有核式结构的是
A. 光电效应现象的发现
B. J.J. 汤姆孙研究阴极射线时发现了电子
C. 卢瑟福的 α 粒子散射实验发现有少数 α 粒子发生大角度偏转
D. 康普顿效应

2. 关于原子物理的知识，下列说法中正确的是
A. 质子的发现说明原子是可分的
B. 电子的发现说明原子核是可分的
C. 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
D. α 粒子散射实验揭示了原子核是由质子和中子组成的

3. 关于近代物理学史，下列说法正确的是
A. J.J. 汤姆孙发现电子后，猜测原子具有核式结构模型
B. 卢瑟福通过 α 粒子的散射实验发现了电子的存在
C. 德布罗意提出：实物粒子也具有波动性
D. 爱因斯坦在玻尔原子模型的基础上，提出了光子说

4. 卢瑟福通过对 α 粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在
A. 原子核B. 电子C. 质子D. 中子

5. 原子核内部有
A. 电子B. 质子C. α 粒子D. 光电子

6. 20 世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，下图是
A. 卢瑟福的 α 粒子散射实验装置B. 卢瑟福发现质子的实验装置
C. 汤姆生发现电子的实验装置D. 查德威克发现中子的实验装置

7. 在 α 粒子的散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动。下列各图画出的是其中两个 α 粒子经金箔散射过程中的径迹，其中正确的是
A. B.
C. D.

8. 如图所示为 α 粒子散射实验装置示意图，α 粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中 A 、 B 、 C 、 D 四处位置，则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是
A. 1305 、 25 、 7 、 1B. 202 、 405 、 625 、 825
C. 1202 、 1010 、 723 、 203D. 1202 、 1305 、 723 、 203

9. 下列说法正确的是
A. 普朗克在研究黑体辐射问题时提出光子说
B. 氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的
C. 将一个原子核分开成为单个的核子，比结合能越大的核，需要的能量越大
D. 由 n01+H11→H12+2.2 MeV 可知，用能量等于 2.2 MeV 的光子照射静止的氘核时，氘核将分解为一个质子和一个中子

10. 下列说法中正确的是
A. α 粒子散射实验揭示了原子不是组成物质的最小微粒
B. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱，因此玻尔的原子结构理论已完全揭示了微观粒子运动的规律
C. 阴极射线的实质是电子流
D. 玻尔原子理论中的轨道量子化和能量量子化的假说，启发了普朗克将量子化的理论用于黑体辐射的研究

11. 下列说法正确的是
A. 波源与接收者相互靠近会使波源的发射频率变高
B. α 粒子散射实验证实了原子核的结构
C. 贝克勒尔发现的 β 射线为核外电子流
D. 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢，原子核越稳定

12. 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. 汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式结构模型”
B. 卢瑟福用 α 粒子轰击 N714 获得反冲核 O817，发现了质子
C. 查德威克发现了天然放射现象，说明原子核有复杂结构
D. 普朗克提出的“光子说”成功解释了光电效应

13. 在 α 粒子散射实验中，当 α 粒子最接近原子核时，关于描述 α 粒子的有关物理量的情况，下列说法正确的是
A. 动能最大
B. 势能最小
C. 势能最大
D. α 粒子与金原子核组成的系统能量最小

14. 关于近代物理学的下列说法正确的是
A. 卢瑟福通过 α 粒子散射实验提出了原子核内部由核子构成
B. 对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关
C. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要吸收一定频率的光子
D. Th90234 核发生 β 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数不变，质量数不变

15. 卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用 a 粒子激击金箔的实验中，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
C. 绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回
D. 绝大多数发生偏转，甚至被弹回

16. 卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是
A. 电子数与质子数相等
B. 原子核的质量大于核内质子质量
C. 原子核的核电荷数只是原子数的一半或少一些
D. 质子和中子的质量几乎相等

17. 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. 1 和 2B. 2 和 3C. 3 和 4D. 4 和 1

18. 卢瑟福和他的学生做 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

19. 如图所示，四个示意图所表示的实验中能说明原子核式结构的是
A. B.
C. D.

20. 关于原子物理的知识下列说法中错误的为
A. 电子的发现证实了原子是可分的
B. 卢瑟福的 α 粒子散射实验建立了原子的核式结构模型
C. 天然放射现象的发现揭示了原子核是由质子和中子组成的
D. β 射线是高速运动的电子流，有较弱的电离本领

21. 人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示，下列说法中正确的是
A. α 粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B. 科学家通过 α 粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C. 科学家通过 α 粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D. 科学家通过 α 粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型

22. 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. 电子在核外旋转’库仑力提供向心力
C. 原子的全部正电荷都集中在原子核里
D. 原子核的直径大约是 10−10 m

23. 根据 α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。下图表示了原子核式结构模型的 α 粒子散射图景。图中实线表示 α 粒子的运动轨迹。其中一个 α 粒子在从 a 运动到 b 、再运动到 c 的过程中（α 粒子在 b 点时距原子核最近），下列判断正确的是
A. α 粒子的动能先增大后减小
B. α 粒子的电势能先增大后减小
C. α 粒子的加速度先变小后变大
D. 电场力对 α 粒子先做正功后做负功

二、双项选择题（共6小题；共24分）
24. 在 α 粒子散射实验中，如果一个 α 粒子跟金箔中的电子相撞，则
A. α 粒子的动能和动量几乎没有损失
B. α 粒子损失了部分的动能和动量
C. α 粒子不会发生明显的偏转
D. α 粒子将发生较大角度的偏转

25. 关于卢瑟福原子的核式结构模型的内容，下述说法正确的是
A. 原子是一个质量分布均匀的球体
B. 原子的质量几乎全部集中在很小的核内
C. 原子的全部正电荷都集中在原子核内
D. 原子是由中子和质子组成的

26. 如图所示为 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 A 、 B 、 C 、 D 四个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是
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 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比 A 位置稍少些
C. 放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数要比 A 位置少很多
D. 放在 C 、 D 位置时，屏上观察不到闪光

27. 如图所示是英国物理学家卢瑟福用 α 粒子轰击金箔的实验装置示意图，下列关于该实验的描述正确的是
A. α 粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成
B. 该实验揭示了原子具有核式结构
C. 实验结果表明绝大多数 α 粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D. 该实验证实了 J.J 汤姆孙原子模型的正确性

28. 下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有
A.
X 射线被石墨散射后部分波长增大
B.
锌板被紫外线照射时有电子逸出，但被可见光照射时没有电子逸出
C.
轰击金箔的 α 粒子中有少数运动方向发生较大偏转
D.
氢原子发射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱

29. 用 α 粒子轰击金箔，α 粒子在接近原子核时发生偏转的情况如图所示，则 α 粒子的路径可能的是
A. a 是可能的B. b 是可能的
C. c 是可能的D. a 、 b 、 c 都是不可能的

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 卢瑟福在研究 α 粒子轰击金箔的实验中，根据实验现象提出原子的核式结构。以下说法正确的
A. 按照汤姆孙模型，α 粒子轰击金箔时不可能发生大角度的偏转，因而卢瑟福否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型
B. 绝大多数 α 粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子所带正电是均匀分布的
C. α 粒子轰击金箔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. 卢瑟福通过 α 粒子轰击金箔的实验的数据记录估算出原子核的大小
答案
第一部分
1. C
【解析】光电效应现象和康普顿效应的发现都说明光的粒子性，选项A、D错误；
J.J. 汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，说明原子还可以再分，选项B错误；
卢瑟福的 α 粒子散射实验发现有少数 α 粒子发生大角度偏转，从而说明了原子具有核式结构，选项C正确。
2. C
【解析】电子的发现说明原子是可分的，故A 、B错误；
天然放射现象的发现说明原子核内部是有结构的，故C正确；
卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，不能说明原子核是由质子和中子组成的，故D错误。
3. C
【解析】核式结构模型是卢瑟福分析研究 α 粒子的散射实验数据后提出的，选项A错误；
电子是 J.J. 汤姆孙发现的，选项B错误；
1924 年德布罗意提出实物粒子也具有波动性，选项C正确；
爱因斯坦在研究光电效应的过程中提出了光子说，选项D错误。
4. A
5. B
6. A
【解析】此图是卢瑟福的 α 粒子散射实验装置，选A。
7. C
【解析】 α 粒子受到原子的斥力作用而发生散射，离原子核越近粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项C正确。
8. A
【解析】由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以 A 位置闪烁次数最多，少数粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于 90∘，符合该规律的数据只有A选项，故A正确。
9. B
【解析】普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说，故A错误；
玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论，故B正确；
将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，不是比结合能，故C错误；
核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，还要另给它们分离时所需要的足够的动能（光子方向有动量），所以不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故D错误。
10. C
【解析】α 粒子散射实验得出原子具有核式结构模型，故A错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱，但不能解释稍微复杂一点的原子的光谱现象，这说明玻尔理论还没有完全揭示微观粒子的运动规律，故B错误；阴极射线的实质是电子流，故C正确；玻尔受到普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发，得出电子轨道的量子化和能量的量子化，故D错误。
11. D
【解析】根据多普勒效应，波源与接收者相互靠近会使接收者接收到的频率增大，但波源的发射频率不变。故A错误；
卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构，而不是实验证实了原子核的结构。故B错误；
贝克勒尔发现天然放射现象，汤姆生发现的 β 射线为核外电子流。故C错误；
原子核中，核子的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢，原子核越稳定。故D正确。
12. B
【解析】汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了“原子的核式结构模型”，选项A错误；卢瑟福用 α 粒子轰击 N714 获得反冲核 O817，核反应方程为 He24+N714→O817+H11，发现了质子，选项B正确；贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂结构，选项C错误；爱因斯坦提出的“光子说”成功解释了光电效应，选项D错误。
13. C
【解析】α 粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故 α 粒子动能减小，电势能增加，故A、B错误，C正确；系统的能量守恒，选项D错误。
14. B
【解析】卢瑟福通过 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构，A错误；对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关，故B正确；由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，故C错误；根据 β 衰变的实质可知，在 β 衰变的过程中，原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以新核的质量数不变，中子数减少一个，故D错误。
15. C
16. B
17. B
18. C
【解析】当 α 粒子穿过原子时，电子对 α 粒子影响很小，影响 α 粒子运动的主要是原子核，离核远则 α 粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当 α 粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以 α 粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，
实验结果是：离金原子核远的 α 粒子偏转角度小，离金原子核近的 α 粒子偏转角度大，正对金原子核的 α 粒子被返回。
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，不是用人工方法研究原子核的结构。由于极少数 α 粒子发生了大角度偏转，原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内。此实验不能说明原子核内存在中子。故C正确，ABD错误。
19. A
20. C
21. B
【解析】卢瑟福通过 α 粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了原子的核式结构模型，故B正确；
22. D
【解析】原子中绝大部分是空中，原子核的体积很小，但是因为核外的电子虽然所占体积很大，质量却是很小，所以几乎整个原子所有的质量都集中到了原子核上，故AC正确；
电子在核外绕核旋转，所需要的向心力由原子核对电子的库伦力提供，故B正确；
原子核的直径大约为 10−15 m，故D错误。
23. B
【解析】 α 粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从 a 运动 b 过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从 b 运动到 c 过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，AD错误，B正确；
根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此 α 粒子加速度先增大后减小，故C错误。
第二部分
24. A， C
【解析】电子的质量只有 α 粒子的 17300，α 粒子与电子相撞就好比子弹碰到尘埃一样，所以 α 粒子的动能和动量几乎没有损失，α 粒子不会发生明显的偏转，故A、C正确，B、D错误。
25. B， C
【解析】在原子中心有一个很小的核，叫做原子核；原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里；带负电的电子在核外不停地绕核运动。选项A中原子的质量分布不均匀，选项D中为原子核内部的结构而非原子的结构。故正确的是选项B、C
26. A， C
【解析】α 粒子散射实验中，绝大多数 α 粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，故A正确；
少数 α 粒子发生较大偏转，极少数 α 粒子偏转角度超过 90∘，故B、D错误，C正确。
27. A， B
【解析】为了避免其他原子的影响，α 粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成，故A正确；α 粒子散射实验说明原子中绝大部分是空的，揭示了原子具有核式结构，故B正确；α 粒子散射实验观测到的现象是绝大多数 α 粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，故C错误；通过该实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，同时否定了 J.J. 汤姆孙原子模型，故D错误。
28. A， B
【解析】选项A为康普顿效应，选项B为光电效应，康普顿效应和光电效应都深入揭示了光的粒子性；
选项C为 α 粒子散射实验，未涉及光子，揭示了原子的核式结构；
选项D为光的折射，揭示了氢原子能级的不连续.
29. A， C
【解析】在 α 粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故斥力指向轨迹的内侧，显然粒子受力指向轨迹的外侧；
在 α 粒子的散射现象中绝大多数的 α 粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数 α 粒子发生角度很大的偏转，个别的 α 粒子偏转角大于 90∘，极少数的 α 粒子偏转角大于 150∘，甚至个别粒子沿原方向弹回．原因在 α 粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故AC正确，BD错误。
第三部分
30. A， C， D