2019高中物理第十八章课时2原子的核式结构模型（对点练巩固练）（含解析）新人教版 6页

课时2　原子的核式结构模型一、选择题1．(多选)卢瑟福对α粒子散射实验的解释是(　　)A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案　BCD解析　原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子质量很小，不会使α粒子明显偏转，故B正确，A错误；由于原子核非常小，绝大多数α粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D正确。2.(多选)如图所示为卢瑟福所做的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，下述说法中正确的是(　　)A．相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光答案　ABC解析　在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度大于90°，极个别α粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故D错误，B、C正确。3．α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是(　　)A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用nD．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案　B解析　α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时做正功，速度增大，故D错误。4．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑电子对α粒子偏转角度的影响，这是因为(　　)A．电子的体积非常小，α粒子碰不到它B．电子的质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小C．α粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受电子作用的合外力为零答案　B解析　α粒子质量约是电子质量的7300倍，电子质量虽然很小，但数量却很多，α粒子仍能碰到，但影响微乎其微，故B正确。5．(多选)关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是(　　)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原子核内C．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D．原子半径的数量级是10－10m，原子核半径的数量级是10－15m答案　BD解析　根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知B、D正确。6.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是(　　)A．动能先增加，后减少B．电势能先减少，后增加C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大答案　C解析　卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子经过某一原子核附近时α粒子和原子核均带正电，互相排斥，虚线为等势线，电场线垂直于等势线，α粒子由于惯性，逆电场线运动，由a到b，受斥力，电场力做负功，电势能增大，速度减小，动能减小，由b到c过程n中，电场力的方向与速度方向夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，速度增大，动能增大，由于a和c在同一等势线上，电场力做功为零，C正确，A、B错误；由点电荷电场线分布特点，b点的电场线比a、c两点较密，因此，a、c两点场强小于b点场强，加速度先变大后变小，D错误。7．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(　　)A．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°，有的甚至接近180°被弹回B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量答案　AC解析　题中A是对该实验现象的正确描述，故正确；使α粒子发生偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错误；C是对实验现象的正确分析，故正确；D是原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，因为核外还有电子，故D错误。8．如图所示是卢瑟福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(　　)nA．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转答案　A解析　卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，A正确，B错误；电子质量太小，α粒子与原子中的电子碰撞不会发生大角度偏转，C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D错误。9．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是(　　)A．原子的全部正电荷和几乎全部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．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内答案　A解析　原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上，才使得在α粒子散射实验中，只有少数的α粒子离核很近，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，所以A正确。10．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是(　　)A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的枣糕模型是错误的B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论答案　D解析　卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是认识到“枣糕模型”的错误后提出“核式结构”理论，B错误；卢瑟福做了α粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”理论，C错误，D正确。n11．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核产生的电场的等势面。设α粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、vc，则其关系为(　　)A．vavb。当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vc>vb，又因为从a到c的整个过程中电场力对α粒子做正功。故vava>vb，C正确。二、非选择题12．1909年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，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。(1)根据实验现象，卢瑟福提出“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，卢瑟福所说的“很小的结构”指的是________。(2)1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，该现象可以说明下列两种说法中的(　　)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)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为图中的(　　)答案　(1)原子核　(2)B　(3)C解析　原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，原子的质量主要集中在原子核上，核外电子围绕原子核做高速运动。(1)若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则不会出现极少数α粒子大角度偏转，这里的“很小的结构”指的是原子核。(2)原子核外十分“空旷”，使绝大多数α粒子穿过后方向不变。n(3)通过上述实验，能说明原子结构是：原子核位于原子的中心，大部分质量集中在原子核上，应选C。13．在α粒子散射实验中，根据α粒子与金原子核发生对心碰撞时能达到的最小距离可以估算原子核的大小。现有一个α粒子以2.0×107m/s的速度去轰击金箔，已知金原子序数为79，α粒子带2个单位正电荷，求该α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式Ep＝k，α粒子质量为6.64×10－27kg，金原子核假定保持静止)。答案　2.7×10－14m解析　当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则mv2＝kd＝＝m≈2.7×10－14m。14．已知金的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离为10－13m，则α粒子离金核最近时受到的库仑力多大？α粒子的加速度多大？已知α粒子的电荷量qα＝2e，质量mα＝6.64×10－27kg，静电力常量k＝9×109N·m2/C2。答案　3.64N'5.48×1026m/s2解析　分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出：α粒子离核最近时受到的库仑力F＝k＝k＝9×109×N≈3.64N库仑斥力对α粒子产生的加速度大小a＝＝m/s2≈5.48×1026m/s2。