4.3 原子的核式结构模型 同步练习 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第四章第三节 原子的核式结构模型 【教材课后习题】 1.加在阴极射线管内两个电极之间的电压为，如果电子离开阴极表面时的速度为0，试求电子到达阳极时的速度。 2.一个半径为的带负电的油滴，在电场强度为1.92 V/m、方向竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库仑力恰好与重力平衡，问：这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为。 3.一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O点。已知极板的长度为5.00 cm，C、D间的距离为1.50 cm，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为12.50 cm，电压U为200 V，磁感应强度B为点到O点的距离y为3.00 cm。试求电子的比荷。 4.卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的依据是什么？ 5.按照原子的核式结构模型的比例，假如原子核有绿豆那么大，那么整个原子有多大？ 6.α粒子散射实验用的是金箔等重金属箔，而没有用轻金属箔，例如铝箔。除了金的延展性好，可以把金箔做得非常薄这个原因以外，你认为还有什么原因？ 【定点变式训练】 7.1909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 8.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型。下列说法正确的是( ) A.α粒子散射实验可以不在真空中完成 B.α粒子散射实验说明原子所有质量都聚集在原子核部分 C.α粒子散射实验可以用来估算核半径 D.原子核式结构模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律 9.1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革、马斯登一起进行了著名的“α粒子散射实验”。如图所示，某同学描绘了几个α粒子穿过金箔前后的可能轨迹，下列叙述正确的是( ) A.卢瑟福早于贝克勒尔发现了α射线 B.通过卢瑟福的“α粒子散射实验”可以估算出原子核半径的数量级 C.轨迹d的大角度偏转不可能出现 D.轨迹b、c的大角度偏转可能出现 10.如图为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可以观察α粒子在各α粒子散射实验个角度的散射情况，下列说法正确的是( ) A.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹 B.在图中A、B两位置分布进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 C.卢瑟福选用不同的金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 D.卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型 答案以及解析 1.答案： 解析：根据动能定理得， 所以。 2.答案：个 解析：油滴的质量。 而油滴受到的重力。 油滴所受库仑力 由平衡条件得。 电子个数与电荷量的关系为。 因此电子个数个。 3.答案：见解析 解析：设极板长度为间距离为d，中点M到荧光屏中点O的距离为L。 以M点为坐标原点，水平向右方向为x轴，竖直向下方向为y轴，建立坐标系， 同时加电场，磁场时，，因此 只加电场时，到达极板右边缘时，电子在竖直方向飞行的距离为 电子在竖直方向的速度 电子飞出极板到达P点时，在竖直方向经过的距离为 因此 代入数据得。 4.答案：见解析 解析：原子内部有一个带正电的原子核，原子核体积很小，但几乎占有原子的全部质量，电子在原子核外绕核运动。 卢瑟福提出这个模型的依据是α粒子散射实验结果；绝大多数α粒子穿过金箔后运动方向不变，少数粒子发生较大角度偏转，极少数α粒子偏转角超过90°，有的几乎达到180°，沿原路返回。 5.答案：见解析 解析：绿豆直径约为3 mm，即0.003 m，则有 所以。 即整个原子可视为一个直径约300 m的球体。 6.答案：见解析 解析：金原子的质量比α粒子质量大得多，且几乎全部集中在金原子核内，当α粒子穿过金原子区城，靠近金原子核时，其作用力对α粒子运动方向影响很大，而对金原子影响很小，便于观察。 7.答案：C 解析：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。 8.答案：C 解析：A.α粒子散射实验可以在真空中完成，故A错误；B.α粒子散射实验说明原子中的质量几乎都聚集在原子核部分，故B错误；C.α粒子散射实验中只有的粒子发生了大角度的偏转，说明原子核的截面积约为原子截面积的，在知道了原子核的数量级的时候可以用来估算核半径，故C正确；D.原子核式结构模型不能成功地解释氢原子光谱的实验规律，故D错误。故选C。 9.答案：B 解析：A.贝克勒尔发现了天然放射现象，人们意识到原子核可以再分，后来卢瑟福发现放射性物质，放射出的射线并不单一，发现了α射线，A错误； B.卢瑟福通过“粒子散射实验”发现，大部分α粒子可以穿过金箔，约有的α粒子发生了大角度偏转，原子核的截面积约为原子截面积，在知道了原子的大小的数量级的情况下，从而得出原子核很小，其半径的数量级为，B正确； C.轨迹d的大角度偏转恰好是α粒子与原子核相碰，是可能出现的，C错误； D.α粒子与原子核带同种电荷，不可能出现轨迹的偏转情况，D错误。 故选B。 10.答案：ACD 解析：B.放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，而放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，B错误；A.α粒子撞击到金原子后，因库仑力作用，且质量较大，从而出现的反弹，A正确；C、选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；D.卢瑟福根据此实验得出原子的核式结构模型，D正确；故选ACD。 学科网（北京）股份有限公司 $$