3. 原子的核式结构模型（同步讲义）物理人教版选择性必修第三册

3.原子的核式结构模型 【知识梳理】 1 一、 电子的发现 1 二、 α粒子散射实验 2 三、 原子的核式结构 2 四、 原子核的电荷与尺寸 2 【重难探究】 2 探究1 对α粒子散射实验的理解的理解 2 探究2 对卢瑟福的原子模型的理解 5 【课堂自测·基础练】 8 【素养进阶·提升练】 16 【知识梳理】 知识点1 电子的发现 1．阴极射线实验 J. J.汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。他确认阴极射线是带电的粒子。 实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈. 实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。 阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线. 阴极射线是带负电的粒子 测定带电粒子的比荷q/m 换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同,是氢离子比荷的近两千倍.证明这种粒子是构成各种物质的共有成分. 2．电子的发现 从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开…… 由于J.J.汤姆生的杰出贡献，1906年他获得诺贝尔物理学奖。 物理学家把新发现的这种组成阴极射线的粒子称之为电子 知识点2 α粒子散射实验 1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验。实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。 知识点3 原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 知识点4 原子核的电荷与尺度 1．原子核的电荷、电子数、原子序数 ⑴原子是由带电荷＋Ze的核与核外Z个电子组成的。电子数Z等于原子核所带正电荷数。 ⑵原子序数Z 等于核电荷与电子电荷大小的比值 ⑶原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。 2．原子核的表示方法 原子核的电荷数:电荷数(Z)=质子数=原子序数 原子核的质量数:质量数(A)=核子数=质子数+中子数 3．原子核的尺度 原子核的半径是很难测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。α粒子散射可以用来估算核半径。对于一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10-15 m，而整个原子半径的数量级是10-10 m，两者相差十万倍之多。 【重难探究】 探究1 　对α粒子散射实验的理解 【探究导入】如图所示，是闻名世界的十大经典物理实验之一的α粒子散射实验，其实验装置有：放射源、金箔、荧光屏等． 问题 (1) 卢瑟福为何选用α粒子去轰击金箔？ 提示：因为当时已经发现了α射线和β射线，并且，组成α射线的α粒子是具有很大动能的带电粒子，适合做轰击金属的“炮弹”．另外，金具有较大的密度和很好的延展性，能够做成很薄的箔片． （2）α粒子发生大角度散射的原因是什么？ 提示：α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．（3）汤姆生的原子结构模型为什么被卢瑟福否定掉？ 提示：按照汤姆生的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当于一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆生的原子模。 【探究归纳】1.实验背景 α粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做的一个著名的物理实验，实验的目的是想验证汤姆生原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆生原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型． 2．否定汤姆生的原子结构模型 (1)质量远小于原子的电子，对α粒子的运动影响完全可以忽略，不应该发生大角度偏转． (2)α粒子在穿过原子时，受到各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对α粒子运动方向的影响不会很大，也不应该发生大角度偏转． (3)α粒子的大角度偏转，否定汤姆生的原子结构模型． 3．大角度偏转的实验现象分析 (1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转． (2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分．按照汤姆生原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子散射实验相矛盾． (3)实验现象表明原子绝大部分是空的，原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子大角度散射是不可能的． 【典例赏析】 1. [例1]　）关于卢瑟福α粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是（　　） A．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，主要原因是原子内部十分“空旷” B．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，是因为原子核质量很大 C．使α粒子产生大角度偏转的作用力，是电子对α粒子的库仑力 D．使α粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对α粒子的万有引力 【答案】A 【详解】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，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，但卢瑟福粒子带正电，它们接近时就表现出很大的库仑斥力作用，使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的库仑斥力。 故选A。 　【针对训练】 1．．卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（　　） A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203 C．2、10、655、1205 D．1232、1110、233、203 【答案】A 【详解】根据α粒子散射实验的现象可知，大多数粒子穿过金箔后不改变方向，只有少数粒子方向发生改变，极少数粒子偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知1处荧光屏闪烁次数最多，4处闪烁最少，只有A符合实验现象。 故选A。 2．一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【答案】D 【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误； B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误； C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误； D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力 即数量级为，D正确。 故选D。 探究2 对卢瑟福的原子模型的理解 【探究导入】如图所示为卢瑟福的原子模型 问题 （1）原子中的原子核所带的电荷量有何特点？ 提示：原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量绝对值相等． （2）根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部充满物质吗？ 提示：根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的 （3）卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？ 提示：α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向也改变很小．只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转．由于核很小，α粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转。 、【探究归纳】1．汤姆孙的原子结构模型与卢瑟福的原子核式结构对比 汤姆孙的葡萄干面包模型 卢瑟福的原子核式模型 分布情况 正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中 正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内 受力情况 α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零 少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小 偏转情况 不会发生大角度偏转，更不会被弹回 绝大多数α粒子运动方向不变，少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回 分析结论 不符合α粒子散射现象 符合α粒子散射现象 2.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释： (1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小．因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转． (2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少，所以有少数粒子发生了大角度偏转． (3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图所示，所以极少数粒子的偏转角度甚至大于90°. 3.原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近它们的原子序数． 4．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数． 4．原子半径的数量级是10－10m，原子核半径的数量级是10－15 m，两者相差10万倍之多. 【例2】 关于卢瑟福散射实验和原子核式结构学说下列正确的是（　　） A．通过粒子散射实验肯定了汤姆孙提出的“枣糕模型” B．用粒子散射的实验数据估算原子核的大小 C．原子核式结构学说结合经典电磁理论，能解释原子的稳定性 D．通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 【答案】B 【详解】A．“枣糕模型”不能解释粒子大角度散射现象，核式结构模型能正确解释，故A错误； B．影响粒子运动的主要因素是带正电的原子核，而绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生较大角度的偏转，根据粒子散射实验，可以估算出原子核的半径的数量级为10－15m，故B正确； C．卢瑟福的核式结构模型在经典电磁理论下完全是不稳定的，电子绕核运转会辐射电磁波损失能量，故C错误； D．粒子散射实验不能证实在原子核内部存在质子，也不能证实原子核由质子与中子组成， 故D错误。 故选B。 【针对训练】 3．关于卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是（　　） A．在原子中心有一很小的带负电的核 B．原子的全部质量都集中在原子核里 C．电子在核外不停地绕核运动 D．电子绕核运动的向心力由核力提供 【答案】C 【详解】AB．在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故AB错误； C．带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故C正确； D．电子绕核运动的向心力由库仑力提供，故D错误。故选C。 4．英国物理学家卢瑟福根据粒子散射实验结果提出原子的核式结构模型：原子中心存在原子核，电子围绕原子核在高速旋转。在氢原子模型中，设电子质量为m，电荷量为-e，静电力常量为k，电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为r。已知点电荷Q的电场中，以无限远处电势为0，则距离该点电荷为r处的电势。下列说法正确的是（　　） A．电子做圆周运动的动能大小为 B．电子绕核运动时电子与核组成的系统电势能不变 C．电子绕核运动时形成环状电流大小为 D．电子绕核运动的动能和电势能的总和为 【答案】AB 【详解】A．电子做匀速圆周运动，则 解得电子的速率 动能 A正确； B．电子绕核运动运动时，该氢原子核施加的库仑力方向与速度垂直，库仑力对其做功为零，电子与核组成的系统电势能不变，B正确； C．电子绕核运动时等效电流为 C错误； D．若无限远处电势为零，电子绕核运动的动能和电势能的总和为 D错误。 故选AB。 【课堂自测·基础练】 1．(多选)下列叙述中，正确的是(　　) A．汤姆孙根据α粒子散射实验，提出了原子的枣糕式模型 B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 C．汤姆孙最早发现了电子 D．卢瑟福最早发现了电子 答案　BC 解析　汤姆孙最先发现了电子。α粒子散射实验的结果是大部分α粒子沿原方向运动，少部分发生大角度偏转，极少数偏转角超过90°甚至达到180°，说明原子的几乎全部质量与全部正电荷都集中在很小的核上，据此卢瑟福提出了原子的核式结构模型，正确答案为B、C。 2.α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 【答案】D 【详解】A．该实验中绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至被反弹回来，此实验现象不可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释，故A错误； B．在a处可观察到绝大多数α粒子，在c处可观察到少数α粒子，故B错误； C．在d处打在荧光屏上的α粒子数比在b处打在荧光屏上的α粒子数少，故C错误； D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故D正确。 故选D。 3．如图所示，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，则（　　） A．大多数α粒子几乎沿原方向返回 B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 C．在a、c两点金原子核对α粒子的库仑力相同 D．从a经过b运动到c的过程中，α粒子的电势能先增大后减小 【答案】D 【详解】A．根据α粒子散射现象可知，大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向前进，故A错误； B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论，故B错误； C．库仑力是矢量，虽大小相等，但其方向不同，故C错误； D．粒子受到电场力作用，根据电场力做功特点可知，α粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功，所以粒子的电势能先增大后减小，故D正确。 故选D。 4．如图所示是粒子散射实验装置的示意图。从粒子源发射的粒子射向金箔，利用观测装置观测发现，绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，有少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子偏转的角度大于90°。下列说法正确的是（    ） A．粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的质子流 B．实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内 C．粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对粒子的作用引起的 D．粒子发生大角度偏转是带正电的原子核对粒子的库仑力引起的 【答案】D 【详解】A．粒子是从放射性物质中发射出来的氦核，A错误； B．若原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内，粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会平衡，对粒子运动的影响不会很大，不会出现大角度偏转的实验结果，B错误； C．由于电子的质量极小，其对粒子速度的影响可以忽略，C错误； D．原子核带正电，体积很小，但几乎集中了原子的全部质量，电子在核外运动，当粒子进入原子区域后，大部分离原子核很远，受到的库仑力很小，运动方向几乎不变，只有极少数粒子离原子核很近，因此受到很强的库仑力，发生大角度偏转，D正确。故选D。 5．1909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 【答案】C 【详解】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。 6．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是(　　) A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流 C．阴极射线是组成物体的原子 D．阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转 答案　BD 解析　阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，B正确，A错误；电子是原子的组成部分，C错误；电子可被电场、磁场偏转，D正确。 7．（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，发现射线的轨迹往下偏，则(　　) A．导线中的电流由A流向B B．阴极射线管处磁场方向垂直纸面向里 C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D．电子束的轨迹与AB中的电流方向无关 解析：选BC，　阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线AB中的电流由B流向A，且改变AB中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏，故选项B、C正确． 8．(多选)如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A，B，C，D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法正确的是(　　) A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍微少些 C．放在C，D位置时屏上观察不到闪光 D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 答案　AD 解析　卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验时，得到以下结论：大部分α粒子都能直接穿过金箔，个别的发生偏转，极少数发生大角度的偏转，故A、D正确，B、C错误。 6．以下说法正确的是（　　） A．密立根用摩擦起电的实验发现了电子 B．密立根用摩擦起电的实验测定了电子的电荷量 C．密立根用油滴实验发现了电子 D．密立根用油滴实验测定了电子的电荷量 答案：D 解析：汤姆孙发现了电子，密立根用油滴实验测定了电子的电荷量。 故选D。 7．1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动模型如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下列关于“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是(　 ) A．绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转 B．少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进 C．通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10－15 m D．通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10－15 m 解析：选C　绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转，A、B错误；通过“α粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为10－15 m，C正确；原子半径的数量级为10－10 m，不是通过α粒子散射实验确定的，D错误。 8．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是(　　) A．M点　　　　　　　　 B．N点 C．P点 D．Q点 解析：选C　α粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同。带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向曲线的凹侧，故只有选项C正确。 9．(多选)关于原子结构，下列说法正确的是(　　) A．玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 B．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 C．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子 D．卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型” 答案　AD 解析　玻尔提出的原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律；卢瑟福核式结构模型不能解释原子的稳定性；卢瑟福的α粒子散射实验表明原子具有核式结构，否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，故A、D正确，B、C错误。 10．下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是 （　　） A．阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电荷量 B．J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于球内，电子镶嵌其中;该理论无法解释α粒子散射现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代 C．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 m D．卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和全部质量都集中在一个很小的区域——原子核 答案：B 解析：阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，密立根精确测定了电子电荷量，故A错误。J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于整个球内;该理论无法解释α粒子散射现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代，故B正确。通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-15 m，故C错误。卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的区域——原子核，故D错误。 11．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在(　 ) A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核 解析：选D　卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电荷的物质，将其称为原子核，D正确。 12.美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验．如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止． (1)若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有__________． A．油滴质量m          B．两板间的电压U C．两板间的距离d      D．两板的长度L (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________(已知重力加速度为g) (3)在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷．关于元电荷下列说法正确的是(______) A．油滴的电荷量可能是C B．油滴的电荷量可能是C C．元电荷就是电子 D．任何带电体所带电荷量可取任意值 【解析】 (1)平行金属板板间存在匀强电场，液滴恰好处于静止状态，电场力与重力平衡，则有，所以需要测出的物理量有油滴质量m，两板间的电压U，两板间的距离d；故选ABC． (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量 (3)在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷，其值为，故B正确，A、C、D错误；故选B． 【答案】 ABC B 13.（多选）粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．荧光屏在B位置的亮斑比A位置多 B．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C．荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D．该实验说明原子质量均匀地分布在原子内 答案：BC 解析：根据粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，选项A错误，C正确；该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是原子质量均匀地分布在原子内，选项B正确，D错误。 14.（多选）如图是密立根油滴实验的示意图．油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是(　　) A．油滴带负电 B．油滴质量可通过天平来测量 C．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量 D．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍 答案：AD 解析：由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故A正确．油滴的质量很小，不能通过天平测量，故B错误．根据油滴受力平衡得：mg＝qE＝q，得q＝，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴的电量，故C错误．根据密立根油滴实验研究知：该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故D正确． 【素养进阶·提升练】 1（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【答案】D 【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误； B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误； C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误； D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力 即数量级为，D正确。 故选D。 2.美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过金属板A的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，有的油滴刚好悬浮不动。 （1）已知金属板A带正电，金属板B带负电，则平行金属板A、B间的电场方向______（填“竖直向上”或“竖直向下”），油滴带______（填“正电”或“负电”）。 （2）若已知两板间的电场强度大小为，悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴的影响，则悬浮油滴带的电荷量为______。 （3）现在公认的元电荷的值______C。 答案     竖直向下     负电          （也正确） 解析（1）根据电场线起于正电荷终于负电荷可知，平行金属板A、B间的电场方向竖直向下。 悬浮油滴在两极板间受力平衡，则油滴所受的电场力方向竖直向上，与电场方向相反，所以油滴带负电。 （2）悬浮油滴在两极板间受力平衡，则有 即 （3）在密立根之后，人们又做了许多测量，现在公认的元电荷的值。 3．（2023·上海·高考真题）关于粒子散射实验正确的是（　　） A．实验要在真空中进行 B．荧光屏是为了阻挡粒子 C．实验中显微镜必须正对放射源 D．证明了原子核中有质子存在 【答案】A 【详解】A．粒子散射实验要求在真空中进行，A正确； B．荧光屏是为了使粒子打在荧光屏上，通过观察荧光屏上的亮点来记录粒子散射后的位置，B错误； C．荧光屏和观察闪光的显微镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，故实验中显微镜不是必须正对放射源，C错误； D．该实验证明了原子核中原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，并未证明原子核中有质子存在，D错误。故选A。 4．（2021·上海·高考真题）粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了（　　） A．由于原子中的电子碰撞造成的 B．受到金原子核库仑引力 C．原子核由质子和中子组成 D．原子中有带正电的原子核 【答案】D 【详解】粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了原子中有带正电的原子核，粒子受到了金原子核库仑斥力作用。 故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.原子的核式结构模型 【知识梳理】 1 一、 电子的发现 1 二、 α粒子散射实验 2 三、 原子的核式结构 2 四、 原子核的电荷与尺寸 2 【重难探究】 2 探究1 对α粒子散射实验的理解的理解 2 探究2 对卢瑟福的原子模型的理解 5 【课堂自测·基础练】 8 【素养进阶·提升练】 16 【知识梳理】 知识点1 电子的发现 1．阴极射线实验 J. J.汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。他确认阴极射线是带电的粒子。 实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈. 实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。 阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线. 阴极射线是带负电的粒子 测定带电粒子的比荷q/m 换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同,是氢离子比荷的近两千倍.证明这种粒子是构成各种物质的共有成分. 2．电子的发现 从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开…… 由于J.J.汤姆生的杰出贡献，1906年他获得诺贝尔物理学奖。 物理学家把新发现的这种组成阴极射线的粒子称之为电子 知识点2 α粒子散射实验 1909年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验。实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。 知识点3 原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 知识点4 原子核的电荷与尺度 1．原子核的电荷、电子数、原子序数 ⑴原子是由带电荷＋Ze的核与核外Z个电子组成的。电子数Z等于原子核所带正电荷数。 ⑵原子序数Z 等于核电荷与电子电荷大小的比值 ⑶原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。 2．原子核的表示方法 原子核的电荷数:电荷数(Z)=质子数=原子序数 原子核的质量数:质量数(A)=核子数=质子数+中子数 3．原子核的尺度 原子核的半径是很难测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。α粒子散射可以用来估算核半径。对于一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10-15 m，而整个原子半径的数量级是10-10 m，两者相差十万倍之多。 【重难探究】 探究1 　对α粒子散射实验的理解 【探究导入】如图所示，是闻名世界的十大经典物理实验之一的α粒子散射实验，其实验装置有：放射源、金箔、荧光屏等． 问题 (1) 卢瑟福为何选用α粒子去轰击金箔？ 提示：因为当时已经发现了α射线和β射线，并且，组成α射线的α粒子是具有很大动能的带电粒子，适合做轰击金属的“炮弹”．另外，金具有较大的密度和很好的延展性，能够做成很薄的箔片． （2）α粒子发生大角度散射的原因是什么？ 提示：α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．（3）汤姆生的原子结构模型为什么被卢瑟福否定掉？ 提示：按照汤姆生的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当于一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆生的原子模。 【探究归纳】1.实验背景 α粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做的一个著名的物理实验，实验的目的是想验证汤姆生原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆生原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型． 2．否定汤姆生的原子结构模型 (1)质量远小于原子的电子，对α粒子的运动影响完全可以忽略，不应该发生大角度偏转． (2)α粒子在穿过原子时，受到各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对α粒子运动方向的影响不会很大，也不应该发生大角度偏转． (3)α粒子的大角度偏转，否定汤姆生的原子结构模型． 3．大角度偏转的实验现象分析 (1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转． (2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分．按照汤姆生原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子散射实验相矛盾． (3)实验现象表明原子绝大部分是空的，原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子大角度散射是不可能的． 【典例赏析】 1. [例1]　）关于卢瑟福α粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是（　　） A．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，主要原因是原子内部十分“空旷” B．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，是因为原子核质量很大 C．使α粒子产生大角度偏转的作用力，是电子对α粒子的库仑力 D．使α粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对α粒子的万有引力 　【针对训练】 1．．卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（　　） A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203 C．2、10、655、1205 D．1232、1110、233、203 2．一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 探究2 对卢瑟福的原子模型的理解 【探究导入】如图所示为卢瑟福的原子模型 问题 （1）原子中的原子核所带的电荷量有何特点？ 提示：原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量绝对值相等． （2）根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部充满物质吗？ 提示：根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的 （3）卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？ 提示：α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向也改变很小．只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转．由于核很小，α粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转。 、【探究归纳】1．汤姆孙的原子结构模型与卢瑟福的原子核式结构对比 汤姆孙的葡萄干面包模型 卢瑟福的原子核式模型 分布情况 正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中 正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内 受力情况 α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零 少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小 偏转情况 不会发生大角度偏转，更不会被弹回 绝大多数α粒子运动方向不变，少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回 分析结论 不符合α粒子散射现象 符合α粒子散射现象 2.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释： (1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小．因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转． (2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少，所以有少数粒子发生了大角度偏转． (3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极少，如图所示，所以极少数粒子的偏转角度甚至大于90°. 3.原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近它们的原子序数． 4．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数． 4．原子半径的数量级是10－10m，原子核半径的数量级是10－15 m，两者相差10万倍之多. 【例2】 关于卢瑟福散射实验和原子核式结构学说下列正确的是（　　） A．通过粒子散射实验肯定了汤姆孙提出的“枣糕模型” B．用粒子散射的实验数据估算原子核的大小 C．原子核式结构学说结合经典电磁理论，能解释原子的稳定性 D．通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 【针对训练】 3．关于卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是（　　） A．在原子中心有一很小的带负电的核 B．原子的全部质量都集中在原子核里 C．电子在核外不停地绕核运动 D．电子绕核运动的向心力由核力提供 4．英国物理学家卢瑟福根据粒子散射实验结果提出原子的核式结构模型：原子中心存在原子核，电子围绕原子核在高速旋转。在氢原子模型中，设电子质量为m，电荷量为-e，静电力常量为k，电子绕原子核做匀速圆周运动的半径为r。已知点电荷Q的电场中，以无限远处电势为0，则距离该点电荷为r处的电势。下列说法正确的是（　　） A．电子做圆周运动的动能大小为 B．电子绕核运动时电子与核组成的系统电势能不变 C．电子绕核运动时形成环状电流大小为 D．电子绕核运动的动能和电势能的总和为 【课堂自测·基础练】 1．(多选)下列叙述中，正确的是(　　) A．汤姆孙根据α粒子散射实验，提出了原子的枣糕式模型 B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 C．汤姆孙最早发现了电子 D．卢瑟福最早发现了电子 2.α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 3．如图所示，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，则（　　） A．大多数α粒子几乎沿原方向返回 B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 C．在a、c两点金原子核对α粒子的库仑力相同 D．从a经过b运动到c的过程中，α粒子的电势能先增大后减小 4．如图所示是粒子散射实验装置的示意图。从粒子源发射的粒子射向金箔，利用观测装置观测发现，绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，有少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子偏转的角度大于90°。下列说法正确的是（    ） A．粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的质子流 B．实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内 C．粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对粒子的作用引起的 D．粒子发生大角度偏转是带正电的原子核对粒子的库仑力引起的 5．1909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 6．(多选)关于阴极射线，下列说法正确的是(　　) A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流 C．阴极射线是组成物体的原子 D．阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转 7．（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，发现射线的轨迹往下偏，则(　　) A．导线中的电流由A流向B B．阴极射线管处磁场方向垂直纸面向里 C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D．电子束的轨迹与AB中的电流方向无关 8．(多选)如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A，B，C，D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法正确的是(　　) A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍微少些 C．放在C，D位置时屏上观察不到闪光 D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 6．以下说法正确的是（　　） A．密立根用摩擦起电的实验发现了电子 B．密立根用摩擦起电的实验测定了电子的电荷量 C．密立根用油滴实验发现了电子 D．密立根用油滴实验测定了电子的电荷量 7．1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动模型如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下列关于“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是(　 ) A．绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转 B．少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进 C．通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10－15 m D．通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10－15 m 8．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是(　　) A．M点　　　　　　　　 B．N点 C．P点 D．Q点 9．(多选)关于原子结构，下列说法正确的是(　　) A．玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 B．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 C．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子 D．卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型” 10．下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是 （　　） A．阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电荷量 B．J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于球内，电子镶嵌其中;该理论无法解释α粒子散射现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代 C．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 m D．卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和全部质量都集中在一个很小的区域——原子核 11．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在(　 ) A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核 12.美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验．如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止． (1)若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有__________． A．油滴质量m          B．两板间的电压U C．两板间的距离d      D．两板的长度L (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________(已知重力加速度为g) (3)在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷．关于元电荷下列说法正确的是(______) A．油滴的电荷量可能是C B．油滴的电荷量可能是C C．元电荷就是电子 D．任何带电体所带电荷量可取任意值 13.（多选）粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．荧光屏在B位置的亮斑比A位置多 B．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C．荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D．该实验说明原子质量均匀地分布在原子内 14.（多选）如图是密立根油滴实验的示意图．油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是(　　) A．油滴带负电 B．油滴质量可通过天平来测量 C．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量 D．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍 【素养进阶·提升练】 1（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 2.美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，获得了1923年的诺贝尔物理学奖。其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过金属板A的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，有的油滴刚好悬浮不动。 （1）已知金属板A带正电，金属板B带负电，则平行金属板A、B间的电场方向______（填“竖直向上”或“竖直向下”），油滴带______（填“正电”或“负电”）。 （2）若已知两板间的电场强度大小为，悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴的影响，则悬浮油滴带的电荷量为______。 （3）现在公认的元电荷的值______C。 3．（2023·上海·高考真题）关于粒子散射实验正确的是（　　） A．实验要在真空中进行 B．荧光屏是为了阻挡粒子 C．实验中显微镜必须正对放射源 D．证明了原子核中有质子存在 4．（2021·上海·高考真题）粒子散射实验中，有部分大角度偏转的粒子，说明了（　　） A．由于原子中的电子碰撞造成的 B．受到金原子核库仑引力 C．原子核由质子和中子组成 D．原子中有带正电的原子核 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $