课时测评10 电子的发现与汤姆孙原子模型 原子的核式结构模型-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评10　电子的发现与汤姆孙原子模型　原子的核式结构模型 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题4分，共40分) 1．下列说法不正确的是(　　) A．α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B．卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转 C．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“葡萄干面包”模型 D．卢瑟福提出了原子核式结构模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因 答案：C 解析：α粒子散射实验说明了原子内部很空旷，原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，故A正确；卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转，卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，并成功解释了α粒子发生大角度偏转的原因，故B、D正确；汤姆孙首先发现了电子，提出了“葡萄干面包”模型，密立根最早测定了电子电荷量，故C错误。故选C。 2．电视显像管应用了电子束磁偏转的原理。如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中心的O点。为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，阴影区域所加磁场的方向是(　　) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向内 C．竖直向上 D．竖直向下 答案：A 解析：电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以得知，电子开始上偏，故磁场的方向垂直于纸面向外。故B、C、D错误，A正确。 3．根据α粒子散射实验提出的模型是(　　) A．核式结构模型 B．“枣糕”模型 C．道尔顿模型 D．玻尔模型 答案：A 解析：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子内部有个较小的核，原子核集中了几乎所有的质量和全部正电荷，从而提出了核式结构模型。故A正确，B、C、D错误。 4．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原子结构模型是错误的 B．卢瑟福认识到汤姆孙的原子结构模型的错误后设计了α粒子散射实验 C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构模型的正确性 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模型 答案：D 解析：卢瑟福做了α粒子散射实验，发现无法利用汤姆孙的原子结构模型解释α粒子散射实验中α粒子的大角度散射现象，他依据实验现象，最终提出了原子的核式结构模型。故选项D正确。 5．关于阴极射线，下列说法正确的是(　　) A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁产生的 B．只要阴、阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生 C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它一定是电磁波 D．阴、阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极 答案：D 解析：阴极射线是由阴极直接发出的，故A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，故B错误，D正确；阴极射线可以穿透薄铝片，说明阴极射线可能是电磁波，也可能是更小的粒子，故C错误。故选D。 6．(多选)汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”。下列关于电子的说法正确的是 (　　) A．任何原子中均有电子 B．不同的物质中具有不同的电子 C．电子质量比质子质量大 D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元 答案：AD 解析：汤姆孙对不同材料发出的阴极射线进行研究，均得到一种相同的粒子——电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子质量；由此可知A、D正确，B、C错误。 7．在α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子碰撞的影响，这是因为(　　) A．α粒子和电子根本无相互作用 B．电子是均匀分布的，α粒子受电子作用的合力为零 C．α粒子在和电子碰撞中动量的改变量极小，可忽略不计 D．电子体积很小，α粒子碰撞不到电子 答案：C 解析：α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样，故C正确，A、B、D错误。 8．如图所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则(　　) A．α粒子在M点的速率比在Q点的大 B．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低 C．三点中，α粒子在N点的电势能最大 D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功 答案：C 解析：重原子核带正电，根据正点电荷的等势面的分布可知，离重原子核越远的点，其电势越低，所以在重核产生的电场中，Q点的电势比M点的低，B错误；重原子核与α粒子之间的电场力为斥力，所以α粒子从M运动到Q过程中，电场力先做负功后做正功，所以α粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小，所以在N点电势能最大，C正确；α粒子从M点运动到Q点，有WMQ＝qUMQ＝q(φM－φQ)，由于Q点的电势比M点的低，即UMQ＞0，则电场力对它做的总功为正功，所以α粒子动能增大，则α粒子在M点的速率比在Q点的小，A、D错误。故选C。 9．(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，则阴极射线打到右端的P2点 答案：ACD 解析：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；加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，根据左手定则，可知选项D正确；当不加电场和磁场时，由于电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，可知选项A正确。 10．(多选)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，通过显微镜前的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是(　　) A．相同时间内图中的A位置观察到的闪光次数比B位置要多得多 B．在图中的B位置进行观察，屏上有零星的闪光点 C．有多数α粒子被金箔挡住而反弹回来 D．通过该实验发现了原子核的结构 答案：AB 解析：金箔原子内部很空旷，大多数α粒子基本不偏转，所以放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，故A正确；原子内部带正电的体积小，较少射线发生偏转，极少数发生较大偏转，所以放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，故B正确，C错误；卢瑟福α粒子散射实验，发现了原子的核式结构，并不是原子核的结构，故D错误。 11．(10分)氢原子中电子的运动可以看作是绕固定的氢原子核做匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e，质量为m。如果电子在距离氢原子核为无限远的位置时的电势能为零，则电子在半径为r的轨道上做匀速圆周运动时，原子的能量为E＝Ek＋Ep＝－，其中k为静电力常量。求氢原子中电子在距氢原子核为r处的电势能。 答案：－ 解析：电子绕原子核做匀速圆周运动，静电引力提供向心力，由牛顿第二定律可得k＝m，电子的动能Ek＝mv2，以上两式联立得Ek＝。根据原子的能量E＝Ek＋Ep＝－，可得氢原子中电子在距核为r处的电势能为Ep＝E－Ek＝－。 12．(10分)物理学家卢瑟福和他的合作者用α粒子轰击金箔，获得惊人的发现。试由此实验根据下列所给公式和数据估算金原子核的半径。已知点电荷的电势U＝(以无穷远处为零电势)，k＝9.0×109 N·m2/C2。金原子序数为79，α粒子的质量mα＝6.64×10-27 kg，质子质量mp＝1.67×10-27 kg，α粒子的速度vα＝1.6×107 m/s，电子电荷量e＝1.6×10-19 C。(结果保留一位有效数字) 答案：4×10-14 m 解析：α粒子接近金原子核，克服库仑力做功，动能减少，电势能增加。当α粒子的动能完全转化为电势能时，离金原子核最近，距离为R，R可被认为是金原子核半径。 由动能定理有mαvα2＝qαU 又U＝ Q为金原子核电荷量，则R＝ 其中qα＝2e，Q＝79e 代入数据可得R≈4×10-14 m。 学科网（北京）股份有限公司 $