人教版 (2019)选择性必修 第三册3 原子的核式结构模型优秀精练

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1．（2022·全国·高二期末）（多选）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
【详解】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．（2023·高三课时练习）（多选）汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现（ ）
A．阴极射线在电场中受力方向与电场方向相反
B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同
C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同
D．阴极射线的比荷比氢离子的比荷大得多
【答案】AD
【详解】A．阴极射线带负电，在电场中受力方向与电场方向相反，故A正确；
B．阴极射线带负电，则阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相反，故B错误；
C．不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，故C错误；
D．汤姆孙由实验得到的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍，故D正确。
故选AD。
题组二 比荷的测定
3．（2023·全国·高三专题练习）（多选）英国物理学家J.J.汤姆孙通过对阴极射线的实验研究，发现（ ）
A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧
B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同
C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同
D．J.J.汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量
【答案】AD
【详解】A．阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A正确；
B．阴极射线带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷受力情况不相同，B错误；
C．不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C错误；
D．J.J.汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量，最早测出阴极射线粒子的电荷量是美国物理学家密立根，D正确。
故选AD。
4．（2023·全国·高三专题练习）许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。如图是科学史上一个著名的实验，以下说法正确的是（ ）
A．此实验是库仑测量油滴电荷量的实验
B．此实验是法拉第测量电子电荷量的实验
C．通过此油滴实验直接测定了元电荷的数值
D．通过多次实验测量，发现油滴所带的电荷量虽不相同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷
【答案】D
【详解】题图为密立根油滴实验的示意图，密立根通过油滴实验直接测定了油滴的电荷量。通过多次实验测量，发现油滴所带的电荷量虽不相同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷。
故选D。
题组三 α粒子散射实验
5．（2023春·河北邯郸·高二校考期中）粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．荧光屏在B位置的亮斑比A位置多
B．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
C．荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少
D．该实验说明原子质量均匀地分布在原子内
【答案】BC
【详解】AC．根据粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，选项A错误，C正确；
BD．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是原子质量均匀地分布在原子内，选项B正确，D错误；
故选BC。
6．（2023春·河南新乡·高二统考期中）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．大部分α粒子发生了大角度的偏转
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有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的
【答案】C
【详解】A．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，故A错误；
B．α粒子大角度散射是由于它受到原子核库仑斥力的作用，而不是与电子发生碰撞，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，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，故C正确；
D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，故D错误。
故选C。
题组四 原子的核式结构模型
7．（2023·上海浦东新·统考二模）关于卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是（ ）
A．在原子中心有一很小的带负电的核B．原子的全部质量都集中在原子核里
C．电子在核外不停地绕核运动D．电子绕核运动的向心力由核力提供
【答案】C
【详解】AB．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，故AB错误；
C．带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故C正确；
D．电子绕核运动的向心力由库仑力提供，故D错误。
故选C。
8．（2022·高三课时练习）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
【详解】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。
题组五 原子核的电荷与尺度
9．（2022春·四川广元·高二广元中学校考阶段练习）（多选）下列对原子结构的认识中正确的是（ ）
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小
B．电子在核外运动，核力提供向心力
C．原子的全部质量都集中在原子核里
D．原子的直径大约是
【答案】AD
【详解】A．原子中绝大部分是空的，原子核很小，A正确；
B．电子在核外运动，库仑力提供向心力，B错误；
C．原子的几乎全部质量都集中在原子核里，C错误；
D．原子的直径大约是，D正确。
故选AD。
10．（2022·高二课时练习）（多选）关于原子的核式结构学说，下述说法正确的是（ ）
A．原子内部十分空旷，原子核体积很小
B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
C．原子核半径的数量级是10-15m
D．原子半径的数量级约是10-15m
【答案】ABC
【详解】卢瑟福的原子核式结构学说的内容是：在原子的中心有一个很小的核，称为原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，电子绕原子核做高速旋转，原子半径的数量级为10-10m，而原子核半径的数量级为10-15m。
ABC正确，D错误。
故选ABC。
11．（2023·北京丰台·统考二模）卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A．原子的核式结构模型
B．电子是原子的组成部分
C．原子核由质子和中子组成
D．电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
【答案】A
【详解】粒子散射实验中，少数粒子发生了大角度的偏转，这种现象枣糕模型不能够解释，卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出了原子的核式结构模型。
故选A。
12．（2023春·河南三门峡·高二灵宝市第一高级中学校考阶段练习）关于卢瑟福散射实验和原子核式结构学说下列正确的是（ ）
A．通过粒子散射实验肯定了汤姆孙提出的“枣糕模型”
B．用粒子散射的实验数据估算原子核的大小
C．原子核式结构学说结合经典电磁理论，能解释原子的稳定性
D．通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
【答案】B
【详解】A．“枣糕模型”不能解释粒子大角度散射现象，核式结构模型能正确解释，故A错误；
B．影响粒子运动的主要因素是带正电的原子核，而绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生较大角度的偏转，根据粒子散射实验，可以估算出原子核的半径的数量级为10－15m，故B正确；
C．卢瑟福的核式结构模型在经典电磁理论下完全是不稳定的，电子绕核运转会辐射电磁波损失能量，故C错误；
D．粒子散射实验不能证实在原子核内部存在质子，也不能证实原子核由质子与中子组成， 故D错误。
故选B。
13．（2023·上海崇明·统考二模）下列现象属于粒子散射实验中观察到，且据此现象得出原子核式结构的是（ ）
A．半数粒子仍按原方向前进，半数粒子发生较大角度偏转
B．少数粒子仍按原方向前进，多数粒子发生较大角度偏转
C．绝大多数粒子发生超过90°的较大角度偏转，甚至被弹回
D．极少数粒子发生超过90°的大角度偏转，个别甚至被弹回
【答案】D
【详解】粒子散射实验中观察到极少数粒子发生超过90°的大角度偏转，个别甚至被弹回，据此现象得出原子核式结构。
故选D。
14．（2022春·福建泉州·高二福建省德化第一中学期末）（多选）根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较大
C．α粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大
D．α粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小
【答案】BD
【详解】A．汤姆孙对阴极射线的探究发现了电子，A错误；
B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到较大的库仑斥力，B正确；
C．α粒子在运动过程中，一直受到斥力，靠近原子核过程库仑力做负功，电势能增大，远离原子核过程库仑力做正功，电势能减小，C错误；
D．靠近原子核过程中库仑力增大，加速度增大，远离过程库仑力减小，加速度减小，D正确；
故选BD。
15．（2016·上海·统考高考真题）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．电子B．中子C．质子D．原子核
【答案】D
【详解】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核．故选项D正确．