第4章 3 原子的核式结构模型(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

[基础训练] 1．(多选)如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则(　　) A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向A C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关 解析　阴极射线粒子带负电，由左手定则可以判断管内磁场垂直纸面向里，由安培定则判断AB中电流的方向由B向A，所以A错误，B正确；电流方向改变时，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变，故C正确，D错误。 答案　BC 2．(多选)在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则(　　) A．α粒子的动能和动量几乎没有损失 B．α粒子将损失大部分动能和动量 C．α粒子不会发生显著的偏转 D．α粒子将发生较大角度的偏转 答案　AC 3．在卢瑟福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．正电荷在原子内是均匀分布的 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 解析　α粒子散射实验使卢瑟福惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，α粒子能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改变。C、D正确，但与题意不符。故正确答案为A。 答案　A 4．(多选)下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的(　　) A．＋3×10－19 C B．＋4×10－19 C C．－3.2×10－19 C D．－4.8×10－16 C 解析　电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍。1.6×10－19 C是目前为止自然界中最小的电荷量。 答案　CD 5．(多选)1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是(　　) A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷 B．汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子 C．电子质量是质子质量的1 836倍 D．汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线做研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元 解析　1897年汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定阴极射线本质上是带负电的电子流，并求出了比荷，从而发现了电子，故A对，B错；电子质量是质子质量的，故C错；汤姆孙通过对不同材料做阴极研究阴极射线时均发出同一种粒子——电子，这就说明电子是构成物质的基本单元，而对光电效应等现象的研究更加验证了这一点，故D对。 答案　AD 6．在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回，假定一个速度为v的高速α粒子(24He)与金原子核( 79197Au)发生弹性正碰(碰撞前金原子核可认为是静止的)，则(　　) A．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小 B．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的 C．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部 D．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4∶197 解析　α粒子在靠近金原子核的过程中，库仑力做负功，电势能逐渐增加，选项A错误；α粒子散射实验是原子的核式结构理论的基础，并不能说明原子核是由质子和中子组成的，选项B错误；α粒子散射实验说明带正电的物质分布在原子内部很小的区域内，即原子的内部有一个很小的原子核，选项C错误；α粒子在靠近金原子核的过程中，系统动量守恒，当它们的距离最小时，两者的速度相等，则α粒子与金原子核的动量大小之比等于质量之比，即为4∶197，选项D正确。 答案　D 7．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是(　　) A．说明了质子的存在 B．说明了原子核是由质子和中子组成的 C．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D．说明了正电荷均匀分布 解析　α粒子的大角度散射，说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核里，C正确。 答案　C 8．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．原子核的半径的数量级是10－10 m 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 解析　根据卢瑟福的原子结构模型的内容知C、D错；原子核半径的数量级为10－15 m，原子半径的数量级为10－10 m，两者相差十万倍之多，因此原子内部是十分“空旷”的，故A对，B错。 答案　A [能力提升] 9．(多选)在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的α粒子(　　) A．更接近原子核 B．更远离原子核 C．受到一个以上的原子核作用 D．受到原子核较大的冲量作用 解析　由于原子的体积远远大于原子核的体积，当α粒子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距α粒子相对较远，而且其他原子核对α粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的这个α粒子并不是由于受到多个原子核作用造成的，C错；由库仑定律可知，α粒子受到的斥力与距离的二次方成反比，α粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A对，B错；当α粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大，D对。 答案　AD 10.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，如图所示的虚线表示原子核形成的电场的等势面，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，下列说法正确的是(　　) A．动能先增大，后减小 B．电势能先减小，后增大 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 解析　α粒子由a经b到c的过程中，电场力先做负功，后做正功，α粒子的电势能先增加后减小，回到同一等势面时，电场力做的总功为零，C正确。 答案　C 11．(多选)在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况(　　) A．动能最小 B．电势能最小 C．α粒子与金原子组成的系统的能量最小 D．所受原子核的斥力最大 解析　α粒子在接近原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增加，两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒，根据库仑定律，距离最近时，斥力最大。 答案　AD 12．若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度ω是多少？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I是多少？(已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量用k表示) 解析　电子绕核运动的向心力是库仑力， 因为＝mω2r， 所以ω＝； 其运动周期为T＝＝， 其等效电流I＝＝ 。 答案　 　 学科网（北京）股份有限公司 $$