人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性3 原子的核式结构模型测试题

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【核心素养目标】
知识点一 电子的发现
【情境导入】
如图所示为汤姆孙的气体放电管．
(1)在金属板D1、D2之间加上如图所示的电场时，发现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？
(2)在金属板D1、D2之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？
【知识梳理】
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 情况断定，阴极射线的本质是带 (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．
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e的值为e＝ (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 的整数倍．
5．电子的质量me＝ 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)＝ .
【重难诠释】
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．带电粒子比荷的测定
(1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝eq \f(E,B).
(2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝meq \f(v2,r)，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.
(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：eq \f(q,m)＝eq \f(E,B2r).
3．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．
【典例精析】
例1．在再现汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现光斑．若在D、G间加上方向向上、场强为E的匀强电场，阴极射线将向下偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向上偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：
(1)说明阴极射线的电性；
(2)说明磁场沿什么方向；
(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷．
【规律方法】
带电粒子的比荷常见的三种测量方法
1．利用磁偏转测比荷：由qvB＝meq \f(v2,R)得eq \f(q,m)＝eq \f(v,BR)，只需知道磁感应强度B、带电粒子的初速度v和偏转半径R即可．
2．利用电偏转测比荷：偏移量y＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)·eq \f(qU,md)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(L,v)))2，故eq \f(q,m)＝eq \f(2ydv2,UL2)，所以在偏转电场电压U、d、L已知时，只需测量v和y即可．
3．利用加速电场测比荷：由动能定理qU＝eq \f(1,2)mv2得eq \f(q,m)＝eq \f(v2,2U)，在加速电场电压U已知时，只需测出v即可．
知识点二 原子的核式结构模型
【情境导入】
如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的助手盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题：
(1)什么是α粒子？
(2)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？
(3)实验现象如何？
(4)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？
【知识梳理】
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 ， 弥漫性地 在整个球体内，电子 其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“ 模型”，如图．
2．α粒子散射实验：
(1)α粒子散射实验装置由α粒子源、 、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于 中．
(2)实验现象
① α粒子穿过金箔后，基本上仍沿 的方向前进；
② α粒子发生了 偏转；极少数偏转的角度甚至 ，它们几乎被“ ”．
(3)实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了 模型．
3．核式结构模型：原子中带 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．
【重难诠释】
1．实验现象的分析
(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．
(2)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α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α粒子的大角度散射．
(3)绝大多数α粒子在穿过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内绕着核旋转．
【典例精析】
例2． 1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )
A．在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子发生了较大角度的偏转
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．α粒子散射实验说明原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有原子的全部质量
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10－10 m
知识点三 原子核的电荷与尺度
【知识梳理】
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 数，非常接近它们的 ，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的 来排列的．
2．原子核的组成：原子核是由 和 组成的，原子核的电荷数就是核中的 ．
3．原子核的大小：用核 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 m，而整个原子半径的数量级是 m，两者相差十万倍之多．
【典例精析】
例3．(多选)对原子的认识，正确的是( )
A．原子由原子核和核外电子组成
B．原子核的质量就是原子的质量
C．原子核的电荷数就是核中的质子数
D．原子序数等于核电荷与电子电荷量大小的比值
针对训练
一、单选题
1．在粒子散射实验中，使少数粒子产生大角度偏转的作用力是（ ）
A．原子核对粒子的万有引力B．原子核对粒子的库仑斥力
C．原子核对粒子的磁场力D．核外电子对粒子的引力
2．卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的α粒子。实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°，于是，卢瑟福大胆猜想（ ）
A．原子半径的数量级是10－10m
B．原子核内存在质子和中子
C．原子内部有体积很小、质量很大的核
D．造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中电子的作用
3．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．汤姆孙通过著名的“油滴实验”精确测定电子电荷
C．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释原子中带正电部分的体积、质量占比都很小
D．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
4．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是（ ）
A．原子中的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
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．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
5．下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是 （ ）
A．阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电荷量
B．J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于球内，电子镶嵌其中;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．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 m
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
6．1909年，英籍物理学家卢瑟福和他的学生盖革·马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金属箔前后的运动情形如图所示，下列关于该实验的描述正确的是（ ）
A．“α粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转
B．“α粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小
C．根据α粒子散射实验不可以估算原子核的大小
D．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
7．在粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电子的碰撞，其原因是（ ）
A．粒子不跟电子发生相互作用
B．粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略
C．电子的体积很小，粒子不会跟电子相碰
D．由于电子是均匀分布的，粒子所受电子作用的合力为零
8．关于粒子散射实验及核式结构模型，下列说法正确的是（ ）
A．实验装置从粒子源到荧光屏的空间处于真空环境中
B．绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
C．粒子接近金原子核时，受到很强的吸引力才可能发生大角度偏转
D．粒子散射实验否定了原子的核式结构模型
9．下列说法正确的是（ ）
A．阴极射线是高速的质子流
B．阴极射线可以用人眼直接观察到
C．阴极射线是高速运动的电子流
D．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在核内
10．如图所示为α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四个位置时，关于观察到的现象，下列说法不正确的是（ ）
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位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
11．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
12．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
13．粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了（ ）
A．由于原子中的电子碰撞造成的B．受到金原子核库仑引力
C．原子核由质子和中子组成D．原子中有带正电的原子核
14．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五个区域，不考虑其他原子核对该粒子的作用，下列说法正确的是（ ）
A．粒子受到引力
B．该原子核的位置可能在①区域
C．根据粒子散射实验可以估算原子核大小
D．粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动
15．1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）
A．α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10-10m
物理观念
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.
科学思维
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.
科学探究
知道原子和原子核大小的数量级，知道原子核的电荷数．
科学态度与责任
通过原子的核式结构模型知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。
第四章 原子结构和波粒二象性
第3节 原子的核式结构模型
【核心素养目标】
知识点一 电子的发现
【情境导入】
如图所示为汤姆孙的气体放电管．
(1)在金属板D1、D2之间加上如图所示的电场时，发现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？
(2)在金属板D1、D2之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？
答案 (1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，说明阴极射线带负电．
(2)由左手定则可得，在金属板D1、D2之间单独加垂直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．
【知识梳理】
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，阴极射线的本质是带负电(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e的值为e＝1.6×10－19 C(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)＝1 836.
【重难诠释】
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．带电粒子比荷的测定
(1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝eq \f(E,B).
(2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝meq \f(v2,r)，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.
(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：eq \f(q,m)＝eq \f(E,B2r).
3．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．
【典例精析】
例1．在再现汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现光斑．若在D、G间加上方向向上、场强为E的匀强电场，阴极射线将向下偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向上偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：
(1)说明阴极射线的电性；
(2)说明磁场沿什么方向；
(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷．
【答案】(1)负电 (2)垂直纸面向外 (3)eq \f(Esin θ,B2L)
【解析】
(1)由于阴极射线在电场中向下偏转，因此阴极射线受到的静电力方向向下，又由于匀强电场方向向上，静电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上的洛伦兹力，而与静电力平衡，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外．
(3)设此射线带电荷量为q，质量为m，当射线在D、G间做匀速直线运动时，有qE＝Bqv.当射线在D、G间的磁场中偏转时，如图所示，有Bqv＝eq \f(mv2,r).同时又有L＝r·sin θ，解得eq \f(q,m)＝eq \f(Esin θ,B2L).
【规律方法】
带电粒子的比荷常见的三种测量方法
1．利用磁偏转测比荷：由qvB＝meq \f(v2,R)得eq \f(q,m)＝eq \f(v,BR)，只需知道磁感应强度B、带电粒子的初速度v和偏转半径R即可．
2．利用电偏转测比荷：偏移量y＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)·eq \f(qU,md)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(L,v)))2，故eq \f(q,m)＝eq \f(2ydv2,UL2)，所以在偏转电场电压U、d、L已知时，只需测量v和y即可．
3．利用加速电场测比荷：由动能定理qU＝eq \f(1,2)mv2得eq \f(q,m)＝eq \f(v2,2U)，在加速电场电压U已知时，只需测出v即可．
知识点二 原子的核式结构模型
【情境导入】
如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的助手盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题：
(1)什么是α粒子？
(2)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？
(3)实验现象如何？
(4)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？
答案 (1)α粒子(eq \\al(4,2)He)是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核．质量是电子质量的7 300倍．
(2)①α粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子．
②带荧光屏的显微镜：观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光．
实验过程：α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．带有荧光屏的显微镜可以沿题图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目．
(3)α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°.
(4)α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．
【知识梳理】
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”，如图．
2．α粒子散射实验：
(1)α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜等几部分组成，实验时从α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α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进；
②少数α粒子发生了大角度偏转；极少数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α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．
【重难诠释】
1．实验现象的分析
(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．
(2)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α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α粒子的大角度散射．
(3)绝大多数α粒子在穿过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内绕着核旋转．
【典例精析】
例2． 1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )
A．在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子发生了较大角度的偏转
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．α粒子散射实验说明原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有原子的全部质量
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10－10 m
【答案】C
【解析】
当α粒子穿过金箔时，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，才会受到很大的库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数发生大角度的偏转，而绝大多数基本沿原来的方向前进，故A错误；造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比较大，不是由于它跟电子发生了碰撞，故B错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使α粒子受到排斥力的原子核体积极小，实验表明原子中心的核占有原子的全部正电和几乎全部质量，故C正确；α粒子散射实验可以估算出原子核半径的数量级是10－15 m，故D错误．
知识点三 原子核的电荷与尺度
【知识梳理】
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．
【典例精析】
例3．(多选)对原子的认识，正确的是( )
A．原子由原子核和核外电子组成
B．原子核的质量就是原子的质量
C．原子核的电荷数就是核中的质子数
D．原子序数等于核电荷与电子电荷量大小的比值
【答案】ACD
【解析】
原子由原子核和核外电子组成，故A正确；原子核的质量与电子的质量和就是原子的质量，故B错误；原子核的电荷数就是核中的质子数，故C正确；原子序数等于核电荷与电子电荷量大小的比值，故D正确．
针对训练
一、单选题
1．在粒子散射实验中，使少数粒子产生大角度偏转的作用力是（ ）
A．原子核对粒子的万有引力B．原子核对粒子的库仑斥力
C．原子核对粒子的磁场力D．核外电子对粒子的引力
【答案】B
【解析】α粒子和电子接近时，它们之间就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的七千三百分之一，α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子的运动方向几乎不改变，只能是原子核对α粒子的库仑斥力，其力较大，且原子核质量较大，是导致极少数α粒子发生大角度偏转的原因。
故选B。
2．卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的α粒子。实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°，于是，卢瑟福大胆猜想（ ）
A．原子半径的数量级是10－10m
B．原子核内存在质子和中子
C．原子内部有体积很小、质量很大的核
D．造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中电子的作用
【答案】C
【解析】A．原子半径的数量级是通过油膜法测出来的，该实验不能确定原子半径的数量级，故A错误；
B．卢瑟福用α粒子轰击氮核，证实了在原子核内存在质子，查德威克发现的中子，故B错误；
C．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，说明原子的中心有一个体积很小的核；从极少数α粒子发生了大角度的偏转，说明原子中心的核带有原子的全部正电和绝大部分质量，故C正确；
D．造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中心正电荷的作用，故D错误。
故选C。
3．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．汤姆孙通过著名的“油滴实验”精确测定电子电荷
C．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释原子中带正电部分的体积、质量占比都很小
D．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
【答案】D
【解析】A．汤姆孙发现电子后猜想出原子核内的正电荷是均匀分布的，选项A错误；
B．密立根通过著名的“油滴实验”精确测定电子电荷，选项B错误；
C．卢瑟福提出的原子核式结构模型解释原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，选项C错误；
D．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，选项D正确。
故选D。
4．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是（ ）
A．原子中的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
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．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
【答案】A
【解析】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是原子中的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，从而使α粒子在经过时受到很强的斥力，发生大角度偏转.
故选A。
5．下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是 （ ）
A．阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电荷量
B．J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于球内，电子镶嵌其中;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．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 m
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
【答案】B
【解析】A．阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，密立根精确测定了电子电荷量，故A错误。
B．J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于整个球内;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，故B正确。
C．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-15 m，故C错误。
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，故D错误。
故选B。
6．1909年，英籍物理学家卢瑟福和他的学生盖革·马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金属箔前后的运动情形如图所示，下列关于该实验的描述正确的是（ ）
A．“α粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转
B．“α粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小
C．根据α粒子散射实验不可以估算原子核的大小
D．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
【答案】B
【解析】A．“α粒子散射实验”现象中观察到绝大多数粒子基本上仍沿原来的方向前进，有少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，故A错误；
B．“α粒子散射实验”现象能够说明原子中带正电的物质占据的空间很小，这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力，才可能使α粒子发生大角度的偏转，故B正确；
C．原子核的半径是无法直接测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估计核半径的最简单的方法，故C错误；
D．该实验否定了汤姆孙原子模型的正确性，故D错误。
故选B。
7．在粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电子的碰撞，其原因是（ ）
A．粒子不跟电子发生相互作用
B．粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略
C．电子的体积很小，粒子不会跟电子相碰
D．由于电子是均匀分布的，粒子所受电子作用的合力为零
【答案】B
【解析】卢瑟福在分析α粒子散射实验现象时，认为电子不会对α粒子偏转产生影响，其主要原因是电子的质量很小，电子分布不均匀，只是α粒子与电子发生的相互作用可以忽略，就算α粒子碰到电子时，损失的能量极少，可以忽略，不会引起明显的偏转。
故选B。
8．关于粒子散射实验及核式结构模型，下列说法正确的是（ ）
A．实验装置从粒子源到荧光屏的空间处于真空环境中
B．绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
C．粒子接近金原子核时，受到很强的吸引力才可能发生大角度偏转
D．粒子散射实验否定了原子的核式结构模型
【答案】A
【解析】A．实验装置从粒子源到荧光屏的空间处于真空环境中，A正确；
B．绝大多数粒子穿过金箔后不改变方向，只有极少数的粒子偏转角超过了90°，B错误；
C．粒子接近金原子核时，受到很强的排斥力才可能发生大角度偏转，C错误；
D．粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，D错误。
故选A。
9．下列说法正确的是（ ）
A．阴极射线是高速的质子流
B．阴极射线可以用人眼直接观察到
C．阴极射线是高速运动的电子流
D．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在核内
【答案】C
【解析】ABC．阴极射线是高速运动的电子流，人们只有借助于它与物质相互撞击时，使一些物质发出荧光等现象才能观察到，故A、B错误，C正确。
D．汤姆孙发现了电子，知道电子是原子的组成部分，提出了枣糕模型，故D错误。
故选C。
10．如图所示为α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四个位置时，关于观察到的现象，下列说法不正确的是（ ）
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位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
【答案】C
【解析】A．根据α粒子散射实验的现象，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到的闪光次数最多，故A正确；
BCD．少数α粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光次数会逐渐减少，故BD正确，C错误。
本题选说法不正确的，故选C。
11．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
【解析】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。
12．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
【解析】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。
13．粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了（ ）
A．由于原子中的电子碰撞造成的B．受到金原子核库仑引力
C．原子核由质子和中子组成D．原子中有带正电的原子核
【答案】D
【解析】粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了原子中有带正电的原子核，粒子受到了金原子核库仑斥力作用。
故选D。
14．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五个区域，不考虑其他原子核对该粒子的作用，下列说法正确的是（ ）
A．粒子受到引力
B．该原子核的位置可能在①区域
C．根据粒子散射实验可以估算原子核大小
D．粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动
【答案】C
【解析】A．在粒子散射实验中，粒子经过某一原子核附近时受到库仑斥力作用，A项错误；
B．若该原子核处于①区域，在粒子受到库仑斥力后应该向区域②弯曲，所以该原子核的位置不可能在①区域，B项错误；
C．根据粒子散射实验可以估算原子核的大小，C项正确；
D．粒子受到库仑斥力，在P、Q间的运动不可能为匀速圆周运动，D项错误。
故选C。
15．1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）
A．α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C．α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10-10m
【答案】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。
A．α粒子发生偏转是由于它受到原子核的斥力，并不是跟电子发生了碰撞，A错误；
B．造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比较大，B错误；
C．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，实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，和几乎全部质量，C正确；
D．α粒子散射实验可以估算出原子核半径的数量级是10-15m，D错误。
故选C。
物理观念
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.
科学思维
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.
科学探究
知道原子和原子核大小的数量级，知道原子核的电荷数．
科学态度与责任
通过原子的核式结构模型知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。