九年级物理全一册举一反三系列专题15.1两种电荷【五大题型】(人教版)(原卷版+解析)

这是一份九年级物理全一册举一反三系列专题15.1两种电荷【五大题型】(人教版)(原卷版+解析)，共20页。

TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 两种电荷的相互作用规律】
\l "_Tc25206" 【题型2 常见的导体和绝缘体】
\l "_Tc9103" 【题型3 判断问题带何种电荷】
\l "_Tc25206" 【题型4 验电器】
\l "_Tc9103" 【题型5 综合实验与探究】
【知识点1 两种电荷的相互作用规律】
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【题型1 两种电荷的相互作用规律】
【例1】（2022·吉林市丰满区教师进修学校中考真题）下图是用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近气球时的情形，则气球（ ）
A．不带电B．带正电C．带负电D．无法判断
【变式1-1】（2022·湖南怀化·中考真题）干燥的天气里，用塑料梳子梳头发，头发会随着梳子飘起来，而且会变得蓬松，下列说法正确的是（ ）
A．头发随着梳子飘起来是因为头发和梳子带上了同种电荷
B．梳子梳头后，头发带电而梳子不带电
C．塑料梳子是导体
D．摩擦起电的实质是电子发生了转移
【变式1-2】（2022·重庆·中考真题）有关电和磁的知识，下列说法正确的是（ ）
A．电动机工作将机械能转化为电能B．摩擦起电的实质是创造了电荷
C．通电导体的周围真实存在磁感线D．同名磁极相排斥，异名磁极相吸引
【变式1-3】（2022·广西桂林·中考真题）在通常情况下，下列物体属于绝缘体的是（ ）
A．铁丝B．人体C．铜线D．塑料尺
【知识点2 常见的导体好人绝缘体】
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
【题型2 常见的导体和绝缘体】
【例2】（2022·湖南永州·中考真题）下列物质属于绝缘体的是（ ）
A．铜B．铝C．银D．橡胶
【变式2-1】（2022·湖北鄂州·中考真题）到校了，早读和第一节课后，物理老师登场啦！老师先出了一道辨别导体和绝缘体的题目，下列物品常温下属于导体的是（ ）
A．玻璃板B．陶瓷碗C．橡胶鞋D．金属勺
【变式2-2】（2022·湖南郴州·中考真题）如图所示，甲验电器的金属箔片张开，乙验电器的金属箔片闭合。用绝缘手套选取以下哪种材料连接两验电器的金属球，可以观察到乙验电器的金属箔片张开（ ）
A．干木条B．橡胶棒C．玻璃棒D．石墨棒
【变式2-3】（2022·山东聊城·中考真题）甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示。如果丙带正电，则甲（ ）
A．一定带正电B．一定带负电C．一定不带电D．可能带正电
【题型3 判断问题带何种电荷】
【例3】（2022·广西·中考真题）如图所示，验电器M不带电、N带负电，用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来，发现验电器M的金属箔片张开。下列说法正确的是（ ）
A．M带上了正电
B．N的金属箔片张角变大
C．金属棒中电流的方向由M向N
D．用手触摸金属棒，M、N的金属箔片张角不变
【变式3-1】（2022·广东广州·中考真题）如图，用绝缘线分别悬吊甲、乙两轻小物体，甲带电，用带电棒丙分别靠近甲、乙。下列能证明乙带电且甲、乙带异种电荷的现象是（ ）
A．B．
C．D．
【变式3-2】（2022·四川内江·中考真题）关于摩擦起电和电路，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都带正电
B．图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，失去电子带正电
C．图丙中，可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D．图丁中，小彩灯之间的连接方式是并联
【变式3-3】（2022·北京·中考真题）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属球验电器的两片金属箔之所以张开是由于（ ）
A．同种电荷相互排斥B．异种电荷相互吸引
C．同种电荷相互吸引D．异种电荷相互排斥
【题型4 验电器】
【例4】（2022·湖北湖北·中考真题）取两个相同的验电器甲和乙，如图，使甲带负电荷，乙不带电，下列分析错误的是（ ）
A．甲验电器带负电是因为它得到了电子
B．甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C．用橡胶棒连接两金属球，金属箔片的张角都会发生改变
D．用金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向由乙到甲
【变式4-1】（2022·山东东营·八年级期末）小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”如图。对该现象解释正确的是（ ）
A．摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电B．摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C．这种现象与验电器的工作原理相同D．两气球因带了异种电荷而互相排斥
【变式4-2】（2022·湖南·长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校九年级期中）用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A，A的金属片张角变大，如图所示。再用带绝缘手柄D的金属棒C（CD均不带电）去同时接触A、B验电器的金属球，发现A的金属箔片张角变小，B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是（ ）
A．用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B．丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由玻璃棒转移到丝绸
C．验电器原理是异种电荷相互吸引
D．当C棒接触两验电器的金属球时，产生的电流方向为B到A
【变式4-3】（2022·广西柳州·中考真题）博物馆里有些古书非常陈旧，直接翻动它容易使书页破损，有人提出，通过给书带电，使书一页页分开来，如图所示。假设给每页书带电可以实现，能使书一页页分开的带电方式是（ ）
A．使每页书都带上正电B．使每页书都带上负电
C．使相邻书页带上异种电荷D．只让封面带正电，封底带负电
【题型5 综合实验与探究】
【例5】（2022·甘肃武威·中考真题）善于观察的小华发现：穿羽绒服很轻，但在天气干燥时有些羽绒服表面容易吸附灰尘而变脏，请用物理知识解释羽绒服轻及容易吸附灰尘的原因。
【变式5-1】（2022·上海市向明初级中学模拟预测）汤姆生在1898年提出：带正电的物质均匀地分布在整个原子球体之中，而带负电的电子则均匀镶嵌其中。汤姆生的这个原子模型我们称之为______（选填字母）。
A．葡萄干蛋糕模型 B．行星模型 C．电子云模型
卢瑟福在1909年做了著名的“α粒子散射实验”，用如图所示的实验装置，把带正电的氦原子核（又称α粒子）射向厚度为10-6米的金箔，发现绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进，而平均1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。
发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。
卢瑟福对实验结果进行了分析，认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部______（选填“正”或“负”）电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，就是现在人们称之为的______。
因此，汤姆生的原子模型理论______（选填“能”或“不能”）解释上述现象。
【变式5-2】（2022·全国·八年级课时练习）19世纪以前，人们一直以为原子是不可再分的，直到1897年，汤姆生发现了带负电的电子后，才引起人们对原子结构的探索。
【提出问题】电子带负电，原子不带电，说明原子内存在着带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分布的呢？
【进行实验】英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图所示。
（1）放射源——放射性物质放出α粒子（带正电荷），质量是电子质量的7000倍；
（2）金箔——作为靶子，厚度1µm，重叠了3000层左右的原子；
（3）荧光屏——α粒子打在上面发出闪光；
（4）显微镜——通过显微镜观察闪光，且通过360度转动可观察不同角度α粒子的到达情况。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样，运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
（1）若原子的质量、正电荷在原子内均匀分布，就______（会/不会）出现实验中的现象，卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是______。
（2）1μm金泊包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，该现象可以说明( )
A．原子的质量是均匀分布的 B．原子内部绝大部分空间是空的
（3）阅读了原子结构模型建立的过程，你认为最符合实际情况的原子结构图是( )
A．道尔顿模型
B．汤姆生模型
C．卢瑟福模型
【变式5-3】（2022·江苏·景山中学八年级阶段练习）在探究静电现象实验时，小华同学发现：用毛皮摩擦过的塑料尺能够吸引轻小纸屑。
（1）根据你所学过的原子结构的知识，下列关于带电原因的猜想，正确的是_____；
A．摩擦创造了电荷 B．由于电子发生了转移 C．由于质子发生了转移
（2）小华制作了一个简单的验电器（如图所示），可以用来检验物体是否带电，带电体接触验电器的金属小球后金属箔片会张开，它的原因是_____；
（3）同学们使用玻璃棒、橡胶棒分别与丝绸、毛皮摩擦后，接触验电器的金属小球，都能使验电器的金属箔片张开，而用手拿着金属棒与其他材料摩擦后，接触验电器的金属小球，却不能使金属箔片张开，这是因为金属的_____比玻璃、橡胶好。（填物质的物理属性）
专题15.1 两种电荷【五大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 两种电荷的相互作用规律】
\l "_Tc25206" 【题型2 常见的导体和绝缘体】
\l "_Tc9103" 【题型3 判断问题带何种电荷】
\l "_Tc25206" 【题型4 验电器】
\l "_Tc9103" 【题型5 综合实验与探究】
【知识点1 两种电荷的相互作用规律】
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【题型1 两种电荷的相互作用规律】
【例1】（2022·吉林市丰满区教师进修学校中考真题）下图是用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近气球时的情形，则气球（ ）
A．不带电B．带正电C．带负电D．无法判断
【答案】C
【解析】
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，由图可知毛皮摩擦过的橡胶棒与气球相排斥，则根据同种电荷相互排斥可知，气球一定带负电荷，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【变式1-1】（2022·湖南怀化·中考真题）干燥的天气里，用塑料梳子梳头发，头发会随着梳子飘起来，而且会变得蓬松，下列说法正确的是（ ）
A．头发随着梳子飘起来是因为头发和梳子带上了同种电荷
B．梳子梳头后，头发带电而梳子不带电
C．塑料梳子是导体
D．摩擦起电的实质是电子发生了转移
【答案】D
【解析】
AB．用塑料梳子梳头发时，塑料梳子与头发相互摩擦，发生了电荷的转移，从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引，所以头发随着梳子飘起来，故AB错误；
C．塑料不容易导电是绝缘体，故C错误；
D．摩擦起电的实质是电子在物体之间发生了转移，摩擦过程中束缚电子本领弱的物体失去电子带正电，束缚电子能力强的物体得到电子带负电，故D正确。
故选D。
【变式1-2】（2022·重庆·中考真题）有关电和磁的知识，下列说法正确的是（ ）
A．电动机工作将机械能转化为电能B．摩擦起电的实质是创造了电荷
C．通电导体的周围真实存在磁感线D．同名磁极相排斥，异名磁极相吸引
【答案】D
【解析】
A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机工作将电能转化为机械能，故A错误；
B．摩擦起电的实质并不是是创造了电荷，而是电荷发生了转移，束缚电子弱的失去电子，束缚电子能力强的得到电子，这样就发生了电荷的转移，故B错误；
C．磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的，实际上磁感线并不存在，故C错误；
D．根据磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，故D正确。
故选D。
【变式1-3】（2022·广西桂林·中考真题）在通常情况下，下列物体属于绝缘体的是（ ）
A．铁丝B．人体C．铜线D．塑料尺
【答案】D
【解析】
A．绝缘体是容易不导电的物体，导体是容易导电的物体；铁丝中有大量自由电子，容易导电，故A不符合题意；
B．人体组织中含有大量水分，和矿物质，电解质，所以人体会导电，故B不符合题意；
C．铜线中有大量自由电子，容易导电，故C不符合题意；
D．塑料尺不容易导电，是绝缘体，故D符合题意。
故选D。
【知识点2 常见的导体好人绝缘体】
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
【题型2 常见的导体和绝缘体】
【例2】（2022·湖南永州·中考真题）下列物质属于绝缘体的是（ ）
A．铜B．铝C．银D．橡胶
【答案】D
【解析】
ABC．容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，金属容易导电，属于导体，铜、铝、银都是金属，所以铜、铝、银都是导体，故ABC不符合题意；
D．不容易导电的物体叫绝缘体，橡胶不容易导电，是绝缘体，故D符合题意。
故选D。
【变式2-1】（2022·湖北鄂州·中考真题）到校了，早读和第一节课后，物理老师登场啦！老师先出了一道辨别导体和绝缘体的题目，下列物品常温下属于导体的是（ ）
A．玻璃板B．陶瓷碗C．橡胶鞋D．金属勺
【答案】D
【解析】
ABCD．金属容易导电，属于导体，玻璃、陶瓷、橡胶不容易导电，属于绝缘体，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式2-2】（2022·湖南郴州·中考真题）如图所示，甲验电器的金属箔片张开，乙验电器的金属箔片闭合。用绝缘手套选取以下哪种材料连接两验电器的金属球，可以观察到乙验电器的金属箔片张开（ ）
A．干木条B．橡胶棒C．玻璃棒D．石墨棒
【答案】D
【解析】
验电器甲金属箔张开，说明甲带电。连接两验电器的金属球，原来不带电的验电器乙金属箔张开，说明验电器乙带上了电，所以连接甲乙的物体应该是导体，干木条、橡胶棒、玻璃棒都是绝缘体，石墨棒是导体，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【变式2-3】（2022·山东聊城·中考真题）甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示。如果丙带正电，则甲（ ）
A．一定带正电B．一定带负电C．一定不带电D．可能带正电
【答案】B
【解析】
如果丙带正电，图中乙、丙相互吸引，根据异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质可知，乙可能带负电或不带电，图中甲、乙相互排斥，说明甲、乙一定带同种电荷，则乙带负电，则甲一定也带负电，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【题型3 判断问题带何种电荷】
【例3】（2022·广西·中考真题）如图所示，验电器M不带电、N带负电，用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来，发现验电器M的金属箔片张开。下列说法正确的是（ ）
A．M带上了正电
B．N的金属箔片张角变大
C．金属棒中电流的方向由M向N
D．用手触摸金属棒，M、N的金属箔片张角不变
【答案】C
【解析】
A．M、N的金属球通过金属棒连接后，带负电的N的电荷经过金属棒流向M，使M带上负电荷，故A错误；
B．根据电荷守恒定律可知，M、N上的总电荷量不变，因为M从不带电到带电，从而使N的电荷量减少，所以验电器N的金属箔片张角变小，故B错误；
C．在金属棒中负电荷由N流向M，相当于正电荷由M流向N，我们规定电流的方向是正电荷的移动方向，所以金属棒中电流的方向由M向N，故C正确；
D．用手触摸金属棒，使负电荷通过人体流向大地，导致M、N上的总电荷量减少，所以M、N的金属箔片张角变小，故D错误。
故选C。
【变式3-1】（2022·广东广州·中考真题）如图，用绝缘线分别悬吊甲、乙两轻小物体，甲带电，用带电棒丙分别靠近甲、乙。下列能证明乙带电且甲、乙带异种电荷的现象是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
A．若丙带正电，由图可知丙吸引甲，故甲带负电，丙吸引乙，故乙带负电或不带电，故A不符合题意；
B．若丙带正电，由图可知丙排斥甲，故甲带正电，丙排斥乙，故乙带正电，故B不符合题意；
C．若丙带正电，由图可知丙排斥甲，故甲带正电，丙吸引乙，故乙带负电或不带电，故C不符合题意；
D．若丙带正电，由图可知丙吸引甲，甲带电故甲带负电，丙排斥乙，故乙带正电，所以甲、乙带异种电荷，故D符合题意。
故选D。
【变式3-2】（2022·四川内江·中考真题）关于摩擦起电和电路，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都带正电
B．图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，失去电子带正电
C．图丙中，可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D．图丁中，小彩灯之间的连接方式是并联
【答案】B
【解析】
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都同种电荷，因为同种电荷相互排斥，故A错误；
B．玻璃棒在丝绸上摩擦后，玻璃棒对电子的束缚能力比较弱，失去电子带正电，故B正确；
C．不能用导线将电池正负极长时间直接连接，发了电源短路，会烧坏电路，故C错误；
D．图丁中，小彩灯之间首尾相连，故小彩灯的连接方式是串联，故D错误。
故选B。
【变式3-3】（2022·北京·中考真题）如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属球验电器的两片金属箔之所以张开是由于（ ）
A．同种电荷相互排斥B．异种电荷相互吸引
C．同种电荷相互吸引D．异种电荷相互排斥
【答案】A
【解析】
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，故用它去接触验电器的金属球时，验电器也带上负电，即验电器的金属球和两个金属箔片上都带上了负电，由于同种电荷相互排斥，故其两个金属箔片会张开，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【题型4 验电器】
【例4】（2022·湖北湖北·中考真题）取两个相同的验电器甲和乙，如图，使甲带负电荷，乙不带电，下列分析错误的是（ ）
A．甲验电器带负电是因为它得到了电子
B．甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C．用橡胶棒连接两金属球，金属箔片的张角都会发生改变
D．用金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向由乙到甲
【答案】C
【解析】
A．摩擦起电是电荷发生了转移，而不是创造了电荷，甲验电器带负电是因为它得到了电子，故A正确，不符合题意；
B．验电器的制作原理是同种电荷相互排斥，所以验电器可以检验物体是否带电，故 B正确；不符合题意；
C．用橡胶棒连接两金属球，由于橡胶棒是绝缘体， 甲验电器的负电荷不能转移到乙验电器，因此两个验电器金属箔片的张角都不会发生改变，故C错误，符合题意；
D．用金属棒连接两金属球的瞬间，由于A带负电，B不带电，则A验电器的电子通过金属棒转移到B验电器，由于自由电子的定向移动方向与电流方向相反，所以金属棒中所形成的电流方向由乙到甲，故D正确，不符合题意。
故选C。
【变式4-1】（2022·山东东营·八年级期末）小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”如图。对该现象解释正确的是（ ）
A．摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电B．摩擦的方法使气球分子发生转移而带电
C．这种现象与验电器的工作原理相同D．两气球因带了异种电荷而互相排斥
【答案】C
【解析】
AB．由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同，当两个不同物体互相摩擦的时候，束缚电子本领弱的就会失去电子，失去电子的物体因缺少电子带正电；束缚电子能力强的就会得到电子，得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电，所以用摩擦的方法使气球电子发生转移而带电，故AB错误；
CD．两只相同的气球在头发上摩擦后，头发与气球因为相互摩擦而带异种电荷，两只相同的气球带的是同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以这种现象与验电器的工作原理相同，故C正确，D错误。
故选C。
【变式4-2】（2022·湖南·长沙市开福区青竹湖湘一外国语学校九年级期中）用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A，A的金属片张角变大，如图所示。再用带绝缘手柄D的金属棒C（CD均不带电）去同时接触A、B验电器的金属球，发现A的金属箔片张角变小，B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是（ ）
A．用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电
B．丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由玻璃棒转移到丝绸
C．验电器原理是异种电荷相互吸引
D．当C棒接触两验电器的金属球时，产生的电流方向为B到A
【答案】B
【解析】
A．用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子，带正电，故A错误；
B．丝绸摩擦玻璃棒的过程中，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电，电子是由玻璃棒转移到丝绸，故B正确；
C．验电器原理是同种电荷相互排斥，故C错误；
D．用丝绸摩擦过的玻璃棒接触金属球时，电子从金属箔片移动到玻璃棒中，金属箔片带正电荷，用金属棒C接触A、B验电器，电子从B运动到A，故电流的方向为从A到B，故D错误。
故选B。
【变式4-3】（2022·广西柳州·中考真题）博物馆里有些古书非常陈旧，直接翻动它容易使书页破损，有人提出，通过给书带电，使书一页页分开来，如图所示。假设给每页书带电可以实现，能使书一页页分开的带电方式是（ ）
A．使每页书都带上正电B．使每页书都带上负电
C．使相邻书页带上异种电荷D．只让封面带正电，封底带负电
【答案】AB
【解析】
电荷间的相互作用规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。通过给书带电，使书一页 页分开来，根据同种电荷相互排斥，可以给书带上同种电荷，书一页页可以分开，故AB符合题意，CD不符合题意。
故选AB。
【题型5 综合实验与探究】
【例5】（2022·甘肃武威·中考真题）善于观察的小华发现：穿羽绒服很轻，但在天气干燥时有些羽绒服表面容易吸附灰尘而变脏，请用物理知识解释羽绒服轻及容易吸附灰尘的原因。
【答案】选用密度比较小的绒毛，经摩擦后带电，容易吸引灰尘
【解析】
羽绒服轻是因为选用密度比较小的绒毛，在体积一定时，质量小，而容易吸附灰尘的原因是因为天气干燥，羽绒服之间相互摩擦，后带电，能够吸引轻小的灰尘。
【变式5-1】（2022·上海市向明初级中学模拟预测）汤姆生在1898年提出：带正电的物质均匀地分布在整个原子球体之中，而带负电的电子则均匀镶嵌其中。汤姆生的这个原子模型我们称之为______（选填字母）。
A．葡萄干蛋糕模型 B．行星模型 C．电子云模型
卢瑟福在1909年做了著名的“α粒子散射实验”，用如图所示的实验装置，把带正电的氦原子核（又称α粒子）射向厚度为10-6米的金箔，发现绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进，而平均1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。
发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。
卢瑟福对实验结果进行了分析，认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部______（选填“正”或“负”）电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，就是现在人们称之为的______。
因此，汤姆生的原子模型理论______（选填“能”或“不能”）解释上述现象。
【答案】 A 正 原子核 不能
【解析】
[1]A．葡萄干蛋糕模型又称枣糕模型，也称葡萄干面包，是科学家汤姆生提出的原子结构模型，汤姆森模型认为，正电荷均匀分布在整个原子球体中，带负电的电子散布在原子中，这些电子分布在对称的位置上，故A符合题意；
B．卢瑟福原子模型又称有核原子模型、原子太阳系模型、原子行星模型。1911年由卢瑟福提出。认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。故B不符合题意；
C．电子云模型中的电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运行没有固定的规律，故C不符合题意。
故选A。
[2][3]在卢瑟福原子模型中，认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，原子核集中所有正电荷。
[4]汤姆生的原子模型理论，即正电荷均匀分布在整个原子球体中，带负电的电子散布在原子中，无法使极少数α粒子大角度偏转的现象，因此无法解释“α粒子散射实验”的现象。
【变式5-2】（2022·全国·八年级课时练习）19世纪以前，人们一直以为原子是不可再分的，直到1897年，汤姆生发现了带负电的电子后，才引起人们对原子结构的探索。
【提出问题】电子带负电，原子不带电，说明原子内存在着带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分布的呢？
【进行实验】英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图所示。
（1）放射源——放射性物质放出α粒子（带正电荷），质量是电子质量的7000倍；
（2）金箔——作为靶子，厚度1µm，重叠了3000层左右的原子；
（3）荧光屏——α粒子打在上面发出闪光；
（4）显微镜——通过显微镜观察闪光，且通过360度转动可观察不同角度α粒子的到达情况。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样，运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
（1）若原子的质量、正电荷在原子内均匀分布，就______（会/不会）出现实验中的现象，卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是______。
（2）1μm金泊包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，该现象可以说明( )
A．原子的质量是均匀分布的 B．原子内部绝大部分空间是空的
（3）阅读了原子结构模型建立的过程，你认为最符合实际情况的原子结构图是( )
A．道尔顿模型
B．汤姆生模型
C．卢瑟福模型
【答案】 不会 原子核 B C
【解析】
（1）[1][2]若原子的质量、正电荷在原子内均匀分布，则发生散射的α粒子将很多，而不是只有少数发生偏折；由α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样，运动方向不会发生明显的改变可知，发生偏折的α粒子遇到的是质量很大的粒子，这就说明原子中有一个集中了原子大部分质量的微小结构，我们把这一微小结构称为原子核。
（2）[3]A．若原子的质量是均匀分布的，则绝大多数α粒子穿过后方向将要发生改变，故A不符合题意；
B．若原子内部绝大部分空间是空的，则绝大多数α粒子穿过后方向不变，故B符合题意。
故选B。
（3）[4]A．道尔顿模型是一个实心的小球，若原子是实心的，则α粒子散射实验的结果将是绝大多数α粒子发生偏折，与实际不符，故A不符合题意；
B．汤姆生模型中，电子均匀镶嵌在带电的小球上，若原子如同他建立的模型，则α粒子散射实验的结果与实际不符，故B不符合题意；
C．卢瑟福模型符合原子部分空间是空的，原子中心部分有一很小的结构的实验推论，故C符合题意。
故选C。
【变式5-3】（2022·江苏·景山中学八年级阶段练习）在探究静电现象实验时，小华同学发现：用毛皮摩擦过的塑料尺能够吸引轻小纸屑。
（1）根据你所学过的原子结构的知识，下列关于带电原因的猜想，正确的是_____；
A．摩擦创造了电荷 B．由于电子发生了转移 C．由于质子发生了转移
（2）小华制作了一个简单的验电器（如图所示），可以用来检验物体是否带电，带电体接触验电器的金属小球后金属箔片会张开，它的原因是_____；
（3）同学们使用玻璃棒、橡胶棒分别与丝绸、毛皮摩擦后，接触验电器的金属小球，都能使验电器的金属箔片张开，而用手拿着金属棒与其他材料摩擦后，接触验电器的金属小球，却不能使金属箔片张开，这是因为金属的_____比玻璃、橡胶好。（填物质的物理属性）
【答案】 B 同种电荷相互排斥 导电性
【解析】
（1）[1]摩擦起电实质是电荷的转移，一种物质失去多少电子，另一种物质就得到多少电子；毛皮和塑料尺相互摩擦，毛皮失去电子带正电，塑料尺得到电子而带负电，能够吸引轻小的物体，是电子发生了转移；故选B。
（2）[2]用验电器检验物体是否带电时，金属箔片因带同种电荷相互排斥而出现夹角，其工作原理是同种电荷相互排斥。
（3）[3]因为玻璃棒和橡胶棒都是好的绝缘体，玻璃棒和橡胶棒经摩擦产生的电荷不易传导走，所以玻璃棒和橡胶棒经摩擦能带电；而金属棒是导体，导电性强，金属棒摩擦后产生的电荷很容易经金属棒和手传导到地上，使金属棒上没有多余的电荷而不带电。