物理3 原子的核式结构模型练习

这是一份物理3 原子的核式结构模型练习，共28页。试卷主要包含了阴极射线，汤姆孙的探究，密立根实验，电荷的量子化，原子核式结构学说的主要内容是等内容，欢迎下载使用。


知识精讲
知识点01 电子的发现
1．阴极射线：阴极发出的一种射线．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，它的本质是带负电(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。
3．密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．目前公认的电子电荷的值为e＝1.6×10－19C(保留两位有效数字)。
4．电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e的整数倍。
5．电子的质量me＝9.1×10－31 kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为eq \f(mp,me)＝1836。
【知识拓展】
1．对阴极射线的认识
(1)对阴极射线本质的认识——两种观点
①电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射；
②粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流；
(2)阴极射线带电性质的判断方法
①方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质；
②方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质。
(3)实验结果：根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电。
2．电子发现的意义
(1)电子发现以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒；
(2)现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子是原子的组成部分；
(3)电子带负电，而原子是电中性的，说明原子是可再分的。
【即学即练1】电子的发现揭示了（ ）
A．原子可再分B．原子具有核式结构
C．原子核可再分D．原子核由质子和中子组成
【答案】A
【分析】电子的发现，不仅揭示了电的本质，而且打破了几千年来人们认为原子是不可再分的陈旧观念，证实原子也有其自身的构造，揭开了人类向原子进军的第一幕，迎来了微观粒子学（基本粒子物理学）的春天；故选A。
【即学即练2】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
【答案】B
【分析】A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，A错误；
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，B正确；
C．爱因斯坦提出了光量子理论成功解释了光电效应，但不是爱因斯坦发现了光电效应，C错误；
D．普朗克最早提出了量子化理论，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念。D错误。
故选B。
知识点02 原子的核式结构模型
1．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
2．粒子散射实验：
(1)粒子散射实验装置由粒子源、金箔、显微镜等几部分组成，实验时从粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中。
(2)实验现象
①绝大多数的粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进；
②少数粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
(3)实验意义：卢瑟福通过粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。
3．核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
4.原子核的电荷与尺度
（1）原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的。
（2）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。
（3）原子核的大小：用核半径描述核的大小；一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15 m，而整个原子半径的数量级是10－10 m，两者相差十万倍之多。
【知识拓展】
1．实验现象的分析
(1)核外电子不会使粒子的速度发生明显改变；
(2)少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中的某个地方受到了质量比它本身大得多的物质的作用．汤姆孙的原子模型不能解释粒子的大角度散射；
(3)绝大多数粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在体积很小的核内；
2．卢瑟福的原子核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
【即学即练3】引力波也被称为“时空的涟漪”，是爱因斯坦根据广义相对论做出的预言之一。对于引力波概念的提出过程，我们大致可以这样理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会辐射电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力场，当物体加速运动时，会也辐射出引力波。在中学物理学习过程中，你认为可能用到与爱因斯坦上述思想方法类似的是（ ）
A．卢瑟福预言中子的存在
B．库仑预测两点电荷间的相互作用力与万有引力有相似的规律
C．法拉第猜想：电能生磁，磁也一定能生电
D．汤姆生发现电子后猜测原子中存在带正电的物质
【答案】B
【分析】根据相似的特点，把物体类比于电荷，引力波类比于电磁波，故采用类比法，而ABCD选项中只有库仑预测两点电荷间的相互作用力与万有引力有相似的规律采用类比法。
故选B。
【即学即练4】如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（ ）
A．该实验证实了原子的枣糕模型的正确性
B．只有少数的α粒子发生大角度偏转
C．根据该实验估算出原子核的半径约为10－10 m
D．α粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转
【答案】B
【分析】AB．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α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)，粒子散射实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故A错误B正确；
C．通过α粒子散射实验估算出原子核半径数量级约为10-15m，故C错误；
D．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和金原子的原子核发生碰撞的结果，与电子碰撞时不会发生大角度的偏转，故D错误。
故选B。
能力拓展
考法01 电子的发现
【典例1】关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（ ）
A．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量
B．实验表明原子中心有一个较大的核，它占有原子体积的较大部分
C．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°
D．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转
【答案】C
【分析】A．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，但不是全部质量，故A错误；
BCD．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α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），使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的原子核，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，由于电子质量远小于α粒子质量，所以α粒子几乎不发生偏转；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小；故C正确，BD错误；
故选C。
考法02 原子的核式结构模型
【典例2】关于原子模型及其建立过程叙述正确的是（ ）
A．阴极射线是电子，汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电量
B．汤姆孙认为原子是实心球体，电子均匀镶嵌在实心球内，正电荷也是呈点状均匀镶嵌在球体内，而并非弥漫性分布于球内；该理论无法解释α粒子散射现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代。
C．α粒子散射实验可以估测出原子核尺度数量级为10-15m
D．卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和全部质量都集中在一个很小的区域—原子核，电子绕核做圆周运动，库仑力提供向心力。
【答案】C
【分析】A．阴极射线是电子，汤姆孙测出了电子的比荷，但未精确测定了电子电量，A错误；
B．汤姆孙认为原子是实心球体，电子均匀镶嵌在实心球内，带正电的物质均匀分布在球体内，B错误；
C．α粒子散射实验，根据大角度偏转α粒子数量百分比，可以估测出原子核尺度数量级为10-15m，C正确；
D．卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的区域—原子核，电子绕核运动，至于运动状态没有说明，D错误。
故选C。
分层提分
题组A 基础过关练
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；原子核的半径是10-15 m，③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④金原子是一个球体其中正确的是（ ）
A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④
【答案】A
【分析】从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：
①④大量α粒子不发生偏转，说明金原子内部大部分都是空的，故①正确，④错误；
②原子核的半径是10-15 m，故②正确；
③汤姆孙的枣糕模型不符合原子结构的实际情况，故③正确。
故选A。
2．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为（ ）
A．α粒子与电子根本无相互作用
B．因为电子是均匀分布的，粒子受电子作用的合力为零
C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D．电子很小，粒子碰撞不到电子
【答案】C
【分析】α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为电子的质量只有α粒子质量的，电子对α粒子速度的大小和方向的影响极小，所以α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计，故C正确。
故选C。
3．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
【答案】A
【分析】A．原子中的原子核很小，核外很“空旷”，A正确；
B．原子核半径的数量级是10-15m，原子半径的数量级是10-10m，B错误；
CD．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核，核外电子带负电且具有一定质量，CD错误。
故选A。
4．下列说法正确的是（ ）
A．法拉第经过多年研究终于总结出了判断感应电流方向的方法
B．密立根以精湛的技术测出了普朗克常数
C．卢瑟福通过实验发现原子中包含有电子
D．汤姆孙通过实验分析得出原子中心有一个很小的核
【答案】B
【分析】A．楞次经过多年研究终于总结出了判断感应电流方向的方法。故A错误；
B．密立根以精湛的技术测出了普朗克常数。故B正确；
C．汤姆孙通过实验发现原子中包含有电子。故C错误；
D．卢瑟福通过实验分析得出原子中心有一个很小的核。故D错误。
故选B。
5．关于阴极射线，下列说法正确的是（ ）
A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象
B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流
C．阴极射线管中的高电压是为了使电子加速
D．阴极射线管中的高电压是为了使电子偏转，使实验现象更明显
【答案】C
【分析】AB．阴极射线是在真空管内由负极放出的高速电子流，选项AB错误。
CD．阴极射线管中的高电压是为了使电子加速，选项C正确，D错误。
故选C。
6．原子核式结构学说是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的（ ）
A．光电效应现象B．氢原子光谱实验
C．粒子散射实验D．汤姆孙研究阴极射线时发现电子
【答案】C
【分析】原子的核式结构学说是卢瑟福通过α粒子散射实验提出的，光电效应实验说明光具有粒子性，氢原子光谱实验解释了原子发光频率为分立值，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置．关于观察到的现象，下列说法中正确的是
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B．放在C位置时屏上观察不到闪光
C．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些
D．放在D位置时屏上不能观察到闪光
【答案】A
【分析】A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A正确；
B．放在C位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少。说明极少数射线发生较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大，故B错误；
C．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，比A位置少得多，故C错误；
D．放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过极少。说明极少射线发生大角度的偏折，故D错误。
8．原子核式结构学说的主要内容是
A．原子是组成物质的最小微粒，是不可再分的
B．原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内
C．原子中心有一个很小的核，原子的全部正电荷都集中在核内
D．原子中心有一个很小的核，原子的全部质量都集中在核内
【答案】C
【分析】卢瑟福原子的核式结构模型的内容是：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。故C正确，ABD错误。
9．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
【答案】B
【分析】卢瑟福原子的核式结构模型的内容是：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。
A．原子的质量分布不均匀，故A错误；
BC．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，故B正确，C错误；
D．原子核内部的结构有质子和中子组成，原子有原子核和核外电子组成，故D错误。
10．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献．下列叙述中符合物理学史实的是 ( )
A．安培在实验中首先发现电流的磁效应
B．法拉第发现了电磁感应现象
C．爱因斯坦通过对黑体辐射的研究引入了能量子
D．卢瑟福发现了电子，提出了原子的核式结构学说
【答案】B
【分析】A、 奥斯特在实验中首先发现电流的磁效应，A错误；B、电磁感应现象法拉第发现的，B正确；
C、普朗克通过对黑体辐射的研究引入了能量子，C错误；D、汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构学说，D错误；故选B．
题组B 能力提升练
1．物理学家对人类文明的发展做出了不朽的贡献，下面有关说法正确的是（ ）
A．法拉第发现了“磁生电”的条件，并通过实验首次捕捉电磁波
B．美国科学家富兰克命名了正、负电荷，并通过实验测得元电荷的电量
C．开普勒发现行星运动规律，并最终得出万有引力定律
D．伽利略通过逻辑推理指出前人对落体运动认识的问题，并得出轻重不同的物体下落同样快的结论
【答案】D
【分析】A．法拉第发现了“磁生电”的条件，赫兹通过实验证实了电磁波，故A错误；
B．国科学家富兰克命名了正、负电荷，密立根通过实验测得元电荷的电量，故B错误；
C．开普勒发现行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误；
D．伽利略通过逻辑推理指出前人对落体运动认识的问题，并得出轻重不同的物体下落同样快的结论，故D正确。故选D。
2．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为（ ）
A．α粒子与电子根本无相互作用
B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的
C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D．电子很小，α粒子碰撞不到电子
【答案】C
【分析】α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．分子运动是看不见、摸不着的，其运动特征不容易研究，但科学家可以通过布朗运动认识它，这种方法叫做“转换法”.下面给出的四个研究实例，其中采取的方法与上述研究分子运动的方法相同的是（ ）
A．牛顿通过对天体现象的研究，总结出万有引力定律
B．密立根通过油滴实验，测定了元电荷的电荷量
C．欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，先保持电阻不变研究电流与电压的关系；然后再保持电压不变研究电流与电阻的关系
D．奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转得出通电导线的周围存在磁场的结论
【答案】D
【分析】A．牛顿通过对天体运动的研究，根据开普勒定律、牛顿第二定律、第三定律，直接得出万有弓力定律，这种方法不是转换法，故A错误；
B．密立根通过油滴实验，测定了元电荷的电荷量没有用到转换法，故B错误；
C．欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，采用的控制变量法得到了欧姆定律，故C错误；
D．奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转，根据小磁针的偏转得出通电导线的周围存在磁场的结论，是一种转换法，故D正确。
故选D。
4．对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波
【答案】D
【分析】A．图甲中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子，并预言了中子的存在，后由学生查德维克发现中子，A错误；
B．当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，结合射向玻璃砖的光线和射出玻璃砖的光线为平行光线可知肯定有光线从bb′面射出，B错误；
C．根据干涉产生的条件，同一级亮条纹上的光程差相等，可知弯曲的干涉条纹说明被检测平面在此处是凹陷的，C错误；
D．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，D正确。
故选D。
5．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
【答案】A
【分析】A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，A错误；
B．光电效应实验说明了光具有粒子性，B正确；
C．衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，C正确；
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，D正确。
本题选错误的，故选A。
6．关于原子结构理论和粒子散射实验，描述不正确的是（ ）
A．卢瑟福做粒子散射实验发现绝大多数粒子仍沿着原来的方向前进，说明原子内部很空旷
B．卢瑟福做粒子散射实验少数粒子发生了较大的偏转，极个别粒子甚至被反弹回来，说明圆周内部有一个质量很大体积很小的带正电的核心
C．卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论
D．卢瑟福做粒子散射实验目的是为了推翻汤姆生的原子“枣糕式”结构
【答案】D
【分析】A．卢瑟福做粒子散射实验发现绝大多数粒子仍沿着原来的方向前进，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，A选项不合题意，故A错误；
B．卢瑟福做粒子散射实验，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，极个别粒子甚至被反弹回来，说明圆周内部有一个质量很大体积很小的带正电的核心，B选项不合题意，故B错误；
C．卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，解释了粒子散射实验的现象，C选项不合题意，故C错误；
D．卢瑟福设计的粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了推翻汤姆生的原子“枣糕式”结构，D选项符合题意，故D正确。
故选D。
7．在α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的运动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五个区域。不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是（ ）
A．可能在①区域B．一定在②区域
C．可能在③、④区域D．一定在⑤区域
【答案】B
【分析】α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，由α粒子运动轨迹的弯曲方向可知排斥力向下，故原子核一定在②区域，故B正确，ACD错误。
故选B。
8．关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的有（ ）
A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使α粒子受力平衡的结果
B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大部分空间是均匀的
C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大
【答案】C
【分析】AB．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α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），从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，并不是正电荷均匀分布在原子核内，故AB错误；
CD．极少数α粒子发生大角度偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，α粒子发生大角度偏转，是由于原子核对α粒子的排斥力很大，故C正确，D错误。
故选C。
9．卢瑟福通过粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹为虚线中的
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【分析】卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为A；故选A．
10．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
【答案】D
【分析】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。
题组C 培优拔尖练
1．如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点
B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转
【答案】AC
【分析】BC．实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B的说法错误；
D．加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，因而选项D错误；
A．当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A的说法正确。
故选AC。
2．下图中四幅图片涉及物理学史，下列说法正确的是（ ）
A．亚里士多德根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
B．牛顿通过实验研究，发现了电磁感应定律
C．卢瑟福用粒子轰击金箔的实验，提出了原子核式结构学说
D．库仑通过静电力扭秤实验研究，发现了库仑定律
【答案】CD
【分析】A．伽利略根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因，A错误；
B．纽曼和韦伯通过实验研究，总结出法拉第电磁感应定律，B错误；
C．卢瑟福用粒子轰击金箔的实验，提出了原子核式结构学说，C正确；
D．库仑通过静电力扭秤实验研究，发现了库仑定律，D正确。
故选CD。
3．如图为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法正确的是（ ）
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D．放在D位置时屏上看不到闪光
【答案】AB
【分析】根据α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，少数α粒子发生大角度偏转，极少数偏角超过90°，个别的被弹回。
A．因为绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，所以在A位置观察到的闪光次数最多， A正确；
B．因为少数α粒子发生大角度偏转，所以相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多，B正确；
CD．因为极少数偏角超过90°，个别的被弹回，所以放在C、D位置时屏上都能观察到闪光，但次数极少，CD错误；
故选AB。
4．以下说法正确的是（ ）
A．电子的发现证实了原子核具有复杂的结构
B．电子的发现说明原子不是组成物质的最小单位，原子也是可分的
C．粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成
D．粒子散射实验说明了原子带正电的部分占的体积很小
【答案】BD
【分析】AB．电子的发现说明原子是可分的，原子有较复杂的结构，故A错误，B正确；
CD．α粒子散射实验证明了原子的核式结构，不能说明原子核的组成情况，故C错误，D正确。
故选BD。
5．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史的是（ ）
A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量的量子化理论
B．爱因斯坦为了解释光电效应规律，提出了光子说
C．光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说
D．密立根油滴实验说明原子核内部是有结构的
E．卢瑟福通过对粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型
【答案】ABE
【分析】A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量的量子化理论，认为能量是一份一份的，才能解释黑体辐射现象，A正确；
B．为了解释光电效应，爱因斯坦在黑体辐射能量量子化基础上，提出了光子说，B正确；
C．光的波粒二象性学说，认为光既具有粒子性，同时具有波动性，而且认为光就是电磁波，C错误；
D．密立根油滴实验测出电子的电荷量e的值，D错误；
E．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的研究，提出了原子的核式结构模型，E正确。
故选ABE。
6．(1)如图是卢瑟福的粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是______；
A．绝大多数的粒子会发生大角度偏转
B．粒子发生大角度偏转是与原子中的电子碰撞造成的
C．绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进
D．极少数粒子发生大角度偏转，甚至几乎原路返回
(2)该实验是卢瑟福建立______模型的重要依据，否认了汤姆孙的______模型。
【答案】 CD 核式结构 枣糕（葡萄干蛋糕、西瓜）
【分析】(1)[1]AC．绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进，A错误，C正确；
B．粒子发生大角度偏转是与原子核之间的距离较近，同种电荷之间体现库仑力，相互排斥，B错误；
D．极少数粒子发生较大角度偏转，甚至几乎原路返回，原因是粒子与原子核发生碰撞造成的，D正确。
故选CD。
(2)[2]该实验是卢瑟福建立核式结构模型的重要依据。
[3]否认了汤姆孙的枣糕模型（或葡萄干蛋糕模型、或西瓜模型）。
7．如图所示，是20世纪初伟大的物理学家卢瑟福在研究物质结构时的实验装置，请根据物理学史的知识完成下题：
(1)卢瑟福用这个实验装置发现了______________；
(2)图中的放射源发出的是___________粒子；
(3)图中的金箔是_____层分子膜（填单或多）；
(4)如图位置的四个显微镜中，闪光频率最高的是___显微镜；
(5)除上述实验成就外，卢瑟福还发现了______的存在；（填电子、质子、中子中的一项）
(6)最终卢瑟福__________诺贝尔奖（填是否获得了）。
【答案】 核式结构模型 粒子 单 A 质子 获得了
【分析】(1)[1]该图显示的是卢瑟福的粒子散射实验，该实验的结果推翻了原有的原子“枣糕状”模型概念，卢瑟福在其实验现象的基础上提出了“核式结构”的原子模型观点。
(2)[2]该图显示的是卢瑟福的粒子散射实验，因此放射源发出的是粒子。
(3)[3]选择单层分子膜的金箔是为了尽量保证粒子只与一个金箔原子发生碰撞。
(4)[4]放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，因此A位置的显微镜闪光频率最高。
(5)[5]1919年，卢瑟福做了用粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子的存在。
(6)[6]卢瑟福于1908年获得诺贝尔化学奖。
8．在汤姆孙测量阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从K出来的阴极射线经过电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑，若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果在D、G电场区再加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画），荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为，试解决下列问题：
（1）说明阴极射线的电性；
（2）说明图中磁场沿什么方向；
（3）根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷.
【答案】（1）负电 （2）垂直纸面向里 （3）
【分析】(1)由于阴极射线向上偏转，因此所受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电.
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里.
(3)设此射线中的粒子带电荷量为q，质量为m，当射线在间做匀速直线运动时，有
①
当射线在间的磁场中偏转时，有
②
如图所示
同时又有
③
联立①②③得
9．近百年前英国科学家汤姆逊以及他所带领的一批学者对原子结构的研究奠定了近代物理学的基石，其中他对阴极射线粒子比荷测定实验最为著名，装置如图（1）所示．阜宁中学某班的学生在实验室重做该实验，装置如图（2）所示，在玻璃管内的阴极K 发射的射线被加速后，沿直线到达画有正方形方格的荧光屏上．在上下正对的平行金属极板上加上电压，在板间形成电场强度为 E 的匀强电场，射线向上偏转；再给玻璃管前后的励磁线圈加上适当的电压，在线圈之间形成磁感应强度为 B 的匀强磁场，射线沿直线运动，不发生偏转．之后再去掉平行板间的电压，射线向下偏转，经过屏上 A 点，如图（3）所示．
（不计射线的重力，匀强电场、匀强磁场范围限定在刻度“1”和“7”所在的竖直直线之间，且射线由刻度“1”所在位置进入该区域）．求：
（1）求该射线进入场区域时的初速度v ；
（2）已知正方形方格边长为d ，求该射线粒子的比.
（3）带电粒子在磁场中运动到A点的时间？
【答案】(1) (2) (3)
【分析】(1)射线被加速后在电场力和洛伦兹力共同作用匀速直线运动，根据平衡得：
qE=qvB
解得：射线被加速后的速度为
(2)去掉金属板间电压后，粒子不再受到电场力，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，经过A点，则圆心为O点，半径为r，如图所示
则有
解得：
因为洛伦兹力提供向心力，则
联立解得：
(3)设粒子轨迹对应的圆心角为θ，根据几何关系可得
解得
带电粒子在磁场中运动到A点的时间为：
课程标准
课标解读
了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式结构模型。
1.知道阴极射线的组成，体会电子发现过程中所蕴含的科学方法，知道电荷是量子化的。
2.了解α粒子散射实验现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容。
3.知道原子和原子核大小的数量级，知道原子核的电荷数。