第4章 3. 原子的核式结构模型-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

型雅点手册高中物理选择性必修第三册？) 第3节 原子的核式结构模型 A基础过关练 渊试时间：10分钟 4.如图所示是α粒子散射实验的示意图，①②③ 1.关于电子的发现，下列叙述中正确的是 ④四条轨迹分别对应4个α粒子与原子核相 (). 互作用时的运动路径.已知α粒子的入射速度 A,J.J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了 都相等，散射后的速度大小等于初速度大小， 电子，从而揭示了原子核是可以再分的 则4个α粒子在散射过程中受到原子核冲量 B.电子的发现，说明原子是由电子和原子核组 最大的是( 成的 ① C.电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 ② a粒子 D.电子电荷的精确测定最早是由密立根通过 ④千核 著名的“油滴实验”实现的 2.1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子 A.① B.② C.③ D.① 轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验 B综合提能练 测试时河：15分钟 装置如图所示关于α：粒子散射实验，下列说 1.(2025·湖北武汉二中高二月考)（多选）如图 法正确的是( ) 为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意 探测器 图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、 粒子源 金箔 B,C、D四个位置时，下述说法中正确的是 0 α粒子散射实验装置示点图 放射 荧光尿 显微镜 A.大部分α粒子发生了大角度的偏转 包-A 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 A.相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数 的核几乎占有原子的全部质量 最多 D.α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型 B.放在C、D位置时屏上观察不闪光 是正确的 C,该实验说明原子中正电荷是均匀分布的 3.关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列 D.只有少数α粒子发生大角度散射的原因是 叙述正确的是(). 原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在 A.原子是一个质量分布均匀的球体 一个很小的核上 B.原子的质量几乎全部集中在原子核内 2.(多选)物理学家通过实验及科学推理，从而获 C.原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很 得了对自然现象的科学认识，推动了物理学的 小的核内 发展.下列说法符合事实的是(). D.原子核直径的数量级是10om A.J.J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了 48 第四章原子结构和波粒二象性么 电子，并测量了电子的比荷 5.(2025·广东实验中学高二月考)（多选）在卢 B.密立根通过“油滴实验”直接测出了电子的 瑟福的α粒子散射实验中，某一：粒子经过某 电荷量 一原子核附近时的轨迹如图中实线所示，图中 C,卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象，提出 PQ为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与 了原子内部有一个原子核 轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为五 D.在α粒子散射实验中，正对原子核入射的粒 个区域，不考虑其他原子核对该α粒子的作 子离核越近速度越小，电势能也越小 用，下面说法正确的是( ）. 3.(多选)用a粒子轰击金箔，α粒子在接近金原 子核时发生偏转的情况如图所示，则α粒子的 ① ④ 路径可能是( ⑤ A.a a粒子 Q B.b C.e 电子 A.a粒子受到斥力 D.a、b、c都是不可能的 B.该原子核的位置可能在③区域 4.(2025·湖北华中师大一附中高二月考)（多 C.根据α粒子散射实验可以估算原子大小 选)α粒子散射实验中，绝大多数a粒子穿过金 D.α粒子在P,Q间的运动为匀速圆周运动 箔后仍沿原方向前进，少数发生了大角度偏转，只 6.a粒子的质量为6.65×10-kg,其以速度u 有极少数被反弹回来，如图所示.若反弹回来的α 2.0×10m/s轰击金箔后，速度方向偏转了 粒子速度大小几乎不变，则下列说法正确的是 180°.试求粒子与金原子核最接近时所具有的 (. 电势能（以α粒子距离金原子核无限远的位置 为零电势点). 金箔F 荧光屏S 放射源天 显微镜M a粒了散射的实险装昏示意图 A.碰撞反弹过程中，Q粒子的动量变化量 △p=0 B.碰撞反弹过程中，a粒子的动能变化量 △Ek=0 C.极少数α粒子被反弹回来，是因为受到了核 力的作用 D.少数α粒子大角度偏转，是因为受到了金原 子核的库仑力作用 49练习册参考答案与解析么 电源的右端为正极，故A错误：当电源左端为正极时， 第3节 原子的核式结构模型 滑动变阻器的滑片向右滑动，加速电场增强，电流增加 【基础过关练】 但加速到一定值后不再增加，故B错误：由Em=w 1,D【解析).J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了 W。可知，最大初动能与光的强度无关，C错误，E= 电子，从而揭示了原子是可以再分的，A错误：原子的 hw一W。=hv一h,由题图可知，当6=5.15×1014Hz 核式结构是卢瑟福通过α粒子的散射实验才提出的，B 时，由公式E=h(v一)，代人数值求得Em=1.2× 错误：电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C 1019J,故D正确. 错误：电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名 4.A【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E=hv一W。 的“油滴实验”实现的，D正确 及动能定理U.=氏，解得U,=久一化，所以图像的 2.C【解析】当a粒子穿过原子时，电子对a粒子影响很 e 小，影响a粒子运动的主要是原子核，离核远则a粒子 斜率k=二U4=h,h=e(Ua二Ua) 受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当a粒子 2一均 5.C【解析】根据动能定理，从金属板M上逸出的光电 与核十分接近时，才会受到很大的库仑斥力，而原子核 子到达N板时有eU=E一之m,则到达N板时的 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 动能为E=。U叶之md,与两极板间距无关，与电子 A错误：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；从绝大 从金属板中逸出的方向无关，A,B错误；平行于极板M 多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排 射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子 斥力的核体积极小，实验表明原子中心的核带有原子 从M到N过程中y方向最大位移为y=,d=之× 的全部正电和几乎全部质量，故C正确：α粒子散射实 ，解得y=d√爱，C正确：MN间加反向电压 2m 验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，故D错误 dm' 3.B【解析】根据卢瑟福的原子核式结构学说可知，原子 电流表示数恰好为0时，则=弓m2,解得U="必 的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，A、 Ze C错误，B正确：原子核直径的数量级是105m,D D错误 错误 【强基突破练】 4.D【解析】散射角度大的α粒子动量变化大，所以受到 LAB【解析】由光电效应方程和动能定理知，光电管加 原子核的冲量也大，所以4个α粒子在散射过程中受 反向电压时eU=名m6=一W,得U.=久，-化 e 到原子核冲量最大的是④. 知遏止电压U,与入射光频率v之间的关系图中图线的 【综合提能练】 斜率为冬，结合题图可求得h=。二，A正确： 1.AD【解析】该实验的实验现象是绝大多数a粒子穿 一功 过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，即相同时间内 由光电效应方程有eU.=hw一W。,可知U。=0时对应 在A时观察到屏上的闪光次数最多，但有少数α粒子 的光照频率为极限频率，由题图丙可求得= 发生大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，即 二，则金属钠的逸出功为= 放在C位置时屏上观察到少数闪光，放在D位置时屏 Ua-Ue hUa二Ua2=UU),B正确：题图甲 上观察到极少数闪光，故A正确，B错误：上述实验说 Ua-Ue 2一 明了：原子中正电荷并不是均匀分布的，占原子质量绝 中，在光源须率不变条件下，光束越强，相同时间内，相 大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围，故C 同烟雾浓度下散射到光电管上的光子数越多，产生的 错误，D正确. 光电流越大，但光电子的最大初动能不变：故C错误： 2.AC【解析】I.J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了 题图乙中，光电管K极使用的金属材料逸出功越大，截 电子，并测量了电子的比荷，A正确：密立根通过“油 止频率越大，从光电管出来的光电子的最大初动能就 滴实验”间接测出了电子的电荷量，B错误：卢瑟福通 越小，探测器的灵敏度就越低，越不容易触发报警器报 过分析α粒子散射实验现象，提出了原子内部有一个 警，D错误 原子核，C正确：在α粒子散射实验中，正对原子核人 21 重雅⑤手细高中物理选择性必修第三册 射的粒子，粒子克服静电力做功，离核越近速度越小， 光，即为n=4n=3,n=3→n=2,n=2→n=1,C错 侧电势能越大，D错误， 误：氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级后，其轨道半 3.AC【解析】由于α粒子带正电荷，而金原子核也带正 径减小，电势能诚小，能级差最小，放出光子的能量最 电荷，两者之间是排斥力，受力向外，当人射的α粒子 小，根据E=h产生的电磁波的波长最长，D错误。 偏离原子核时，将沿着类似于α路径方向被排斥远离， 当入射的α粒子几乎正对金原子核时，会被原子核“反 3.B【解析】最多可放出6种频率不同的光子，属于巴耳 弹”几乎沿原路返回，沿类似于c的轨迹运动， 末系的只有两种，A错误：光子波长最长时，其频率最 4.BD【解析】设α粒子的质量为m,速度为，反弹回来 小，即光子能量最小，所以放出的光子中波长最长的是 的α粒子速度大小不变，方向反向，以反弹速度方向为 n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的，B正确；放 正方向，则动量变化量为△p=mw一（一w)=2mw,故 出的光子能量最大的是12.75©V,故不能使逸出功为 A错误：动能为标量，大小与速度方向无关，所以动能 13eV的金属发生光电效应，C错误；处于n一2能级的 变化量△E=0,故B正确：极少数a粒子被反弹回来，是 氢原子，跃迁到n=4能级需要吸收2.55eV能量的光 因为受到金属原子核的库仑力作用，故D正确，C错误 子，D错误 5.AB【解析】根据轨迹弯曲的方向可知，a粒子受到的 4.D【解析】玻尔的原子能级模型只能解释氢原子的光 库仑力的方向从金原子指向α粒子方向，可知a粒子 谱规律，A错误：a光的能量比b光的能量小，不一定能 受到的力是斥力，故A正确；卢瑟福通过：粒子散射实 使该金属发生光电效应，B错误；一个n=5能级的氢 验提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原 原子向低能级跃迁，最多能辐射出4种光子，C错误： 子核内，a粒子带正电，同种电荷相互排斥，结合受力的 从m=5跃迁到n=1,最多可辐射出10种不同频率的 特点与轨迹的特点可知，原子核可能在③区域，故B正 光子，D正确。 确：根据α粒子散射实验可以估算原子核大小，故C错 5.C【解析】根据公式C=3,可知大量氢原子能发出三 误：a粒子受到的库仑力随a粒子与金原子核之间距离 种频率不同的光，故A错误，氢原子从n=3的能级跃迁 的变化而变化，力的大小是变化的，所以α粒子不可能 到n=2的能级的能级差为-1.51eV-(-3.4)eV= 做匀速圆周运动，故D错误 1.89eV,小于从n=3的能级跃迁到n=1的能级时的 6.α粒子接近金原子核，克服库仑力做功，动能减少，电势 能级差-1.51eV-(-13.6)eV-12.09eV,根据公 能增加.当α粒子离金原子核最近时，其动能完全转化 式E-hv=E一E.可知光子a的能量小于光子b的能 为电势能，由此得2m=E,将题中数据代入可得 量，故B错误：氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能 级的能级差为E-hw=-1.51eV-(-3.4)eV= E。=1.33×10-18J. 1.89eV,因为1.89eV大于1.51eV,所以光子a能使 第4节氢原子光谱和玻尔的原子模型 处于n=3能级的氢原子电离，故C正确：用光子能量 【基础过关练】 是E=0.76cV的光照射处于n=3的激发态的氢原 L.ACD【解析】原子光谱为线状谱，A正确：各种原子都 子，根据公式E=hv=Em一Es可得Em=一0.81eV,由 有自己的特征谱线，B错误，C正确：对各种原子的特征 氢原子的能级图可知不可被吸收，故D错误 谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确 【综合提能练】 2B【解折】由巴耳未公式子=R(侵一-是)(a=3,4, 1.D【解析H,是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线， 5…),当=∞时，有最短波长，号-景=号，当 根据，一无，可知H是氢原子巴耳末系中频率最小的 3时，有最长被长，则略=号根据c=,则巴耳 谱线，根据氢原子的能级图，利用玻尔理论中的频率条 件hw=En一E,可见能级差越小，频率越低，波长越长， 末系中的最小频率与最大频率之比为5：9，A错误： 故H。对应的能级跃迁过程为从n=3跃迁到=2. 氢原子的能级中能量值最小为一13.6eV,处于n= 2.D【解析】根据hw一W=U可知，频率越大的截止电 1能级的氢原子可以吸收能量为13.8eV的电子的能 量，从而发生电离现象，B正确：一个处于n=4能级的 压越大，所以α光的频率比b光的小，根据=￡可知， 氢原子向低能级跃迁时，最多能发出3种不同频率的 频率越大时波长越小，所以a光的波长比b光的大，A 22