3. 原子的核式结构模型（培优考点练）物理人教版选择性必修第三册

3.原子的核式结构模型 目录 题型分组练 1 题型01 发现电子 1 题型02 粒子散射实验 5 题型03 原子核式结构模型 8 创新拓展练 10 新题速递 13 题型分组练 题型01 发现电子 1．物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现（　　） A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧 B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同 C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D．汤姆孙发现了电子，并精确测量了电子的电荷量 【答案】A 【详解】A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧，说明其带负电，汤姆孙的实验证实了这一点，故A正确； B．阴极射线带负电，在磁场中受力方向与正电荷相反（需用左手定则判断），故B错误； C．汤姆孙发现不同材料产生的阴极射线比荷相同，说明其为同一种粒子（电子），故C错误； D．汤姆孙发现了电子并测定了比荷，但精确测量电子电荷量的是密立根，故D错误。 故选A。 2．(25-26高三上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·月考)在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。下列叙述与事实相符合的是（　　） A．爱因斯坦提出的光电效应理论，可以很好地解释光电效应实验中的各种现象 B．汤姆孙发现了电子，并提出原子的核式结构模型 C．麦克斯韦认为，均匀变化的磁场可以产生均匀变化的电场 D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，发现了质子 【答案】A 【详解】A．爱因斯坦基于光子假设提出光电效应方程，解释了截止频率、光电子动能与光频率的关系等实验现象，故A正确； B．汤姆孙发现电子并提出“枣糕”原子模型，核式结构模型由卢瑟福提出，故B错误； C．根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场会产生恒定电场，而非均匀变化的电场，故C错误； D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出核式结构模型，而发现质子是他在1919年用α粒子轰击氮核的实验结果，与α粒子散射实验无关，故D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·湖北黄石·期末)如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．图（甲）为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是电磁波 B．图（乙）为研究光电效应的实验装置，测量遏止电压时电键S应扳向“2” C．图（丙）是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念 D．图（丁）为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后波长可能变小 【答案】C 【详解】A．图中为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是带负电的粒子流，而不是电磁波，故A错误； B．遏止电压是光电流为零时加在光电管两端的最小电压，是反向电压，故开关S应扳向“1”，故B错误； C．图中是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念，故C正确； D．图中为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后，动量减小、波长变大，故D错误。 故选C。 4．如图，真空玻璃管内，阴极发出的电子（初速度为零）经KA 间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入平行极板 D1、D2。若两极板无电压，电子打在荧光屏中心P1点；若两极板加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的P2点；若两极板间再加上垂直纸面方向的有界匀强磁场（磁场只存在于板间区域），磁感应强度大小为B，则电子又打到 P1点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D1、D2右侧边缘射出。已知两极板间距为d，板长为2d，设电子的质量为m、电荷量大小为q，则（　　） A．电子进入两板间的速度 B．将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，电子还是打在 P2点 C．只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 D．电子的比荷 【答案】B 【详解】A．由磁场加电场电子打到位置时，电子受力平衡 解得 故A错误； B．设水平速度为，则经过偏转电场的时间为 竖直方向的速度 则出偏转电场的速度与水平方向夹角的余切值 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，水平速度 变为原来的2倍，同时变为原来的两倍，最终出偏转电场的速度方向不变。所以电子还是打在P2点，故B正确； C．设圆周运动的半径为R，根据几何关系可以得出 解得 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 故C错误； D．由洛伦兹力提供向心力，半径为R 则求出 其中代入 故D错误。 故选B。 5．(25-26高二上·浙江北斗联盟·期中)物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究克服了当时研究条件的局限性，取得了辉煌成果，推动了人类文明发展的进程。下列有关物理学史说法正确的是（　　） A．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 B．牛顿通过扭秤实验装置在实验室中测出万有引力常数，是运用了微小量放大法 C．麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，并在此基础上最终建立了经典电磁场理论 D．密立根通过油滴实验比较准确地测出了质子的电荷量 【答案】C 【详解】A． 开普勒总结出行星运动三大定律，但未解释其成因，牛顿的万有引力定律揭示了原因，故A错误； B． 牛顿提出万有引力定律，但万有引力常数是卡文迪许通过扭秤实验测得的，且实验中确实运用了微小量放大法，故B错误； C． 麦克斯韦整合了19世纪中叶法拉第、安培等人的成果，提出位移电流假说，建立了经典电磁场理论，故C正确； D． 密立根油滴实验精确测定了电子的电荷量，而非质子电荷量，故D错误。 故选C。 题型02 粒子散射实验 6．某同学简化了粒子散射实验：不考虑电荷间的相互作用，认为只有与原子核“接触”的粒子，才发生偏转。由此他提出一种估算原子核半径的二维简化方法：首先取一个面积为的薄材料（内有个原子），并将原子核模型简化为互不重叠、相互平行，面积为（为待求核半径）的小圆盘。当垂直圆盘面均匀入射个粒子，有个粒子通过薄材料后沿原方向出射，可估算为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】发生偏转的粒子为击中原子核的粒子，数目为。均匀入射时，粒子击中原子核的概率等于所有原子核总横截面积与薄材料总面积的比值，也等于偏转粒子数与入射总粒子数的比值，因此有 整理得 故选A。 7．在卢瑟福粒子散射实验中，粒子（带正电）靠近金原子核（带正电）的运动轨迹如图所示，其中为轨迹上的两点。下列说法中正确的是（　　） A．粒子在点受到的库仑力大于在点受到的库仑力 B．粒子在点的速率大于在点的速率 C．粒子从到的过程中，库仑力做正功 D．图中点的电势高于点的电势 【答案】B 【详解】A．根据库仑定律得 点到金原子核的距离大于点，所以在点受到的库仑力小于点，故A错误； BC．粒子带正电，金原子核带正电，粒子与金原子核之间的库仑力为斥力，粒子从到的过程中，库仑力做负功，速度减少，点的速率大于在点的速率，故B正确，C错误； D．根据电势的定义 可得 由于从到的过程中，库仑力做负功，电势能增加 又粒子带正电 可得，故D错误。 故选B。 8．(25-26高三上·湖北襄阳第四中学·期末)关于以下四张插图的相关描述，下列说法正确的是（　　） A．图1：该实验中验电器指针带负电 B．图2：麦克斯韦在该实验中首次捕捉到了电磁波 C．图3：该实验为卢瑟福发现质子的实验过程，其对应的核反应方程式为 D．图4：普朗克用“能量子”观点的理论计算值与黑体辐射实验值吻合得很好，说明能量是不连续的 【答案】D 【详解】A．由于光电效应，金属板中光电子逸出后，使得金属板和指针都带正电，故A错误； B．赫兹通过实验首次捕捉到了电磁波，故B错误； C．该实验为卢瑟福的粒子散射实验，提出原子核式结构，故C错误； D．普朗克用“能量子”观点的理论计算值与黑体辐射实验值吻合得很好，故D正确。 故选D 。 9．在粒子散射实验中，假设所有粒子初速度都相同，当粒子靠近静止的金原子核时，它们发生了不同角度的偏转，如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆，轨迹2中的点离金原子核最近，不考虑粒子间的相互作用。则在与金原子核相互作用过程中，沿轨迹2运动的粒子（　　） A．与沿轨迹1运动的粒子相比，动量变化大 B．与沿轨迹1运动的粒子相比，散射后获得的动能大 C．与图中其它的粒子相比，经过虚线位置时动能较大 D．经过点时电势能最小，且速度方向与库仑力方向垂直 【答案】A 【详解】AB．粒子与静止的原子核相互排斥，靠近时库仑力做负功，远离时库仑力做正功，散射过程库仑力做功为0，粒子的动能变化量为零，散射后动能相等，则速度大小相等，与沿轨迹1运动的粒子相比，沿轨迹2运动的粒子经散射后偏转的角度大，所以速度变化量大，即动量变化大，故A正确，B错误； C．虚线是一条等势线，不同的粒子经过虚线时的电势能相等，因为粒子的初动能都相等，所以经过虚线位置时的动能也相等，故C错误； D．经过P点时粒子的电势能最大，动能最小，速度方向与库仑力方向垂直，故D错误。 故选A。 10．物理学发展过程中，许多科学家作出了卓越贡献。下列关于科学家成就的说法正确的是（　　） A．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值 B．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了中子 C．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 D．法拉第首先提出用电场线来描述电场 【答案】D 【详解】A． 库仑定律的提出者库仑研究了电荷间的作用力，但元电荷e的精确测定是由密立根通过油滴实验完成的，故A错误。 B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，但中子的发现者是查德威克，故B错误。 C．伽利略通过理想斜面实验得出物体在不受外力作用时保持匀速运动，从而推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误。 D．法拉第首次引入电场线的概念来描述电场分布，这是电磁学的重要贡献，故D正确。 故选D。 题型03 原子核式结构模型 11．下列对原子的认识，正确的是（　　） A．原子由原子核和核外电子组成 B．原子核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量 C．原子核直径的数量级为10－10m D．中性原子核外电子带的负电荷之和小于原子核所带的正电荷 【答案】A 【详解】A．原子由原子核和核外电子组成，这是卢瑟福原子模型的基本结论，故A正确； B．原子核带有原子的全部正电荷（由质子提供），但质量并非全部（电子质量不可忽略），故B错误； C．原子核直径的数量级为，而是原子直径的数量级，故C错误； D．中性原子中，核外电子的负电荷之和等于原子核的正电荷，否则原子会带电，故D错误。 故选A。 12．物理学家卢瑟福和他的助手用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．大多数α粒子发生大角度偏转 B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞 C．α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围 D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核直径的数量级是 【答案】C 【详解】A．实验中大多数α粒子几乎沿直线运动，只有极少数发生大角度偏转，故A错误； B．α粒子质量远大于电子，与电子碰撞不会导致大角度偏转，大角度散射源于原子核的强库仑斥力，故B错误； C．实验表明原子中绝大部分质量和正电荷集中在极小的原子核内，故C正确； D．原子核直径数量级为，而是原子直径的数量级，故D错误。 故选C。 13．(24-25高二下·贵州六校（都匀，铜仁，遵义，贵阳）联盟·)“判天地之美，析万物之理”，领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。以下有关物理学中常用的方法和物理学史说法正确的是（　　） A．用点电荷来代替带电体的方法运用了假设法 B．为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C．加速度用到了比值定义法 D．自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，法拉第通过不断地探索发现了电流的磁效应 【答案】B 【详解】A．点电荷是理想化模型，不是假设法，故A错误； B．卢瑟福提出的核式结构模型解释了α粒子散射实验，故B正确； C．加速度公式是决定式，故C错误； D．电流的磁效应由奥斯特发现，法拉第发现电磁感应现象，故D错误。 故选B。 14．(24-25高二下·河北邢台质检联盟·月考)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。最早发现光电效应现象的是下图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．双缝干涉实验说明了光具有波动性，故A错误； B．光电效应实验，说明了光具有粒子性，故B错误； C．1887年，赫兹在研究电磁波的实验中发现装置中产生电火花，这就是最早发现的光电效应，故C正确； D．卢瑟福的α粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构，故D错误。 故选C。 15．(24-25高二下·广西南宁第三中学·月考)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。 创新拓展练 16．下列说法正确的是（　　） A．库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B．牛顿提出了万有引力定律，并测得了引力常量的大小 C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 【答案】CD 【详解】A．库仑发现了库仑定律，但元电荷电量由密立根通过油滴实验测得，故A错误； B．牛顿提出了万有引力定律，但引力常量由卡文迪许测定，故B错误； C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,故C正确； D．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言电磁波的存在，并由赫兹实验证实，故D正确。 故选CD。 17．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示实验与科学认知描述正确的是（    ） A．康普顿通过甲图实验证实了光子具有粒子性 B．卢瑟福通过乙图实验让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 C．汤姆孙通过丙图实验使人们首次精确测得了电子的电荷量 D．赫兹通过丁图实验证实了关于光的电磁波理论 【答案】AD 【详解】A．康普顿通过甲图实验证实了光子具有粒子性，故A正确； B．图乙为α粒子散射实验，根据散射结果卢瑟福提出了原子的核式结构，故B错误； C．汤姆孙利用图丙装置发现了电子，测出电子的电荷量的是密立根，故C错误； D．赫兹通过丁图实验证实了关于光的电磁波理论，故D正确。 故选AD。 18．(25-26高三上·广东广州六校联考·期中)下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福的粒子散射实验证实了原子核具有复杂结构 B．电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化 C．当观察者与波源一起运动时，接收到波的频率一直增大 D．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的表现 【答案】BD 【详解】A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故A错误； B．电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化，故B正确； C．当观察者与波源一起运动时，若观察者与波源相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大；若观察者与波源相互远离时，观察者接收到的波的频率变小，故C错误； D．热力学第一定律表明，在涉及热现象的能量转化或转移过程中，物体内能的增加量等于物体从外界吸收的热量与外界对物体所做的功的总和，这一定律本质上是能量守恒定律在热学领域的具体应用，故D正确。 故选BD。 19．(25-26高二上·浙江宁波北仑中学·期中)下列四幅图中涉及物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过理想斜面实验，提出了力不是维持运动的原因 B．卡文迪许通过油滴实验，测出了电子的电荷量 C．奥斯特通过实验研究，发现了电流的磁效应 D．库仑通过静电力扭秤实验研究，发现了库仑定律 【答案】ACD 【详解】A．伽利略通过理想斜面实验，提出了力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故A正确； B．密立根通过油滴实验，测出了电子的电荷量，故B错误； C．奥斯特通过实验研究，发现了电流的磁效应，故C正确； D．库仑通过静电力扭秤实验研究，发现了库仑定律，故D正确。 故选ACD。 20．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．在实验中，观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数α粒子发生了大角度的偏转 B．使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的库仑斥力使α粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时，是电子的库仑引力使之发生明显偏转 C．使少数α粒子产生大角度偏转的力是原子核对α粒子的万有引力 D．实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分 【答案】AD 【详解】A．实验中绝大多数α粒子几乎不偏转，少数发生较大偏转，极少数发生大角度偏转，选项A描述“极少数发生大角度偏转”符合实验现象，故A正确； B．α粒子质量远大于电子，电子的库仑引力对其影响可忽略，明显偏转主要由原子核的库仑斥力引起，故B错误； C．大角度偏转是原子核对α粒子的库仑斥力作用，而非万有引力，故C错误； D．实验表明原子核极小且仅占原子体积的极小部分，故D正确。 故选AD。 新题速递 21．如图为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意图。 (1)该实验中为什么用金箔做靶子？ (2)当把荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，哪个位置相同时间内观察到屏上的闪光次数最多？ 【答案】(1)金的延展性好，可以做得很薄而且金的原子序数大，产生的库仑斥力大，偏转明显 (2)在A处相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 【详解】（1）金的延展性好，可以做得很薄而且金的原子序数大，产生的库仑斥力大，偏转明显； （2）在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至超过90°，所以荧光屏和显微镜放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，放在C、D位置时，屏上仍可以观察到闪光，只是次数较放在A和B位置时少。 22．英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置示意图如图所示。 (1)下列关于该实验的描述正确的是________。 A．粒子轰击金箔的实验可以在有空气的条件下完成 B．该实验揭示了原子具有核式结构 C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转 D．该实验证实了汤姆逊原子模型的正确性 (2)下述关于粒子散射实验的说法正确的是________。 A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分 B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部电子 C．实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量 D．实验表明原子核是由质子和中子组成的 (3)有关粒子散射实验的图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是下列选项中的________。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2)C (3)B 【详解】（1）A．粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成，为了避免粒子和空气中的原子碰撞而影响实验结果，故A错误； B．粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构，故B正确； C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后不发生偏转，只有极少数大角度的偏转，故C错误； D．该实验否定了汤姆孙原子模型的正确性，故D错误。 故选B。 （2）ABC．粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内，故C正确，AB错误； D．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，故D错误。 故选C。 （3）A．在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故斥力指向轨迹的内侧，显然图中下方粒子受力指向轨迹的外侧，故A错误； BCD．在粒子的散射现象中绝大多数的粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒子发生角度很大的偏转，个别的粒子偏转角大于90°，极少数的粒子偏转角大于150°，甚至个别粒子沿原方向弹回．原因在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故B正确，CD错误。 故选B。 23．(24-25高二上·云南玉溪第一中学·月考)美国物理学家密立根于年利用如图甲所示的实验装置，确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值。 (1)若某次实验中，一质量为的油滴，在场强为的两金属板之间恰好处于平衡状态。则油滴所带电荷量__________已知当地的重力加速度为； (2)对许多油滴进行测定，发现各个油滴所带电荷量都是某一最小电荷量的整数倍。密立根断定这一最小电荷量就是电子的电荷量，经过计算得出其数值为。则下列说法中说法正确的是 ； A．在某次实验中，测得油滴所带电荷量为 B．在某次实验中，测得油滴所带电荷量为 C．在某次实验中，若只将两金属板的间距变大，则原来处于静止状态的油滴将向下运动 D．在某次实验中，若只将两金属板的间距变大，则原来处于静止状态的油滴将向上运动 (3)某同学在探究电荷间相互作用力的实验中，如图乙所示，把质量为的带电小球B用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为的带电小球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向成角，A、B两球均静止，则小球B带_______电，所带的电荷量 _______。 【答案】(1) (2)AC (3) 负 【详解】（1）依题意，油滴处于平衡状态，可得 解得 （2）A．因为 所以在某次实验中，测得油滴所带电荷量为3.2×10-17C是元电荷的整数倍。故A正确； B．因为 所以在某次实验中，测得油滴所带电荷量为2.3×10-17C不是元电荷的整数倍。故B错误； CD．两金属板之间的电场强度 在某次实验中，若只将两金属板的间距变大，电场强度变小，电场力变小，重力不变，合力向下，原来处于静止状态的油滴将向下运动。故C正确；D错误。 故选AC。 （3）[1]由图可知，两个带电体之间是斥力，所以A、B两带电小球电性相同，小球B带负电。 [2]依题意，B球处于静止状态，受力分析如图 根据力的平衡条件可知 解得 原子的核式结构模型 24．J.J.汤姆孙的原子模型：J.J.汤姆孙于1898年提出了一种模型，他认为，原子是一个___，___弥漫性地均匀分布在整个球体内，___镶嵌其中，该模型被称为“西瓜模型”或“枣糕模型”，能够解释一些实验现象，但后来被______实验否定了。 25．α粒子散射实验 （1）α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为______质量的4倍，电子质量的7300倍。 （2）实验结果 ①______α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进。 ②______α粒子发生大角度偏转，极少数偏转角度甚至大于90°。 （3）核式结构模型：1911年由______提出，原子中带正电部分的体积______，但几乎占有全部______，称为______，电子在其外面运动。 【答案】24． 球体 正电荷 电子 卢瑟福的粒子散射 25． 氢原子 绝大多数的 少数 卢瑟福 很小 质量 原子核 【解析】24．[1][2][3][4]汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的模型。 25．[5] α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的四倍； [6]绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进； [7] 少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。 [8][9][10][11]核式结构模型是1911年由卢瑟福提出的；原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，称为原子核，电子在其外面运动。 26．油滴实验 密立根油滴实验装置如图所示，用喷雾器向一个圆柱形容器里喷入带电的油滴。容器中有两块平行金属板组成的电容器。可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设两极板间电场为匀强电场，忽略油滴受到的空气阻力，g取10m/s2。 请完成下列问题： (1)油滴进入电场后向下做匀速直线运动。已知两极板间的电压为U，距离为d，进入电场中某油滴的质量为m，重力加速度为g。则两极板间的电场强度大小为_________，喷入容器里油滴的带电量大小q =__________。 (2)重复对更多油滴进行实验，发现油滴的带电量都是某最小固定值的整数倍，下列测得的油滴电荷量符合实验事实的是（　　） A．1.6×10−20C B．1.12×10−18C C．5.92×10−17C D．5.58×10−16C (3)根据油滴实验原理，某同学设计了如图所示的电路，通过移动滑动变阻器R2的滑片改变极板间电压。已知两极板相距d=0.05m，电源电动势E=10V，内阻r=2Ω，保护电阻R1=18Ω，R2的最大阻值为20Ω。将滑动变阻器的滑片置于中间位置，闭合电键S1和S2。稳定后，一油滴从小孔处由静止开始进入电场，已知油滴质量m=8.0×10−12kg，电量为q=−4.0×10−13C，则该油滴 Ⅰ.计算： ①下降时加速度大小_______； ②到达下极板时的速度大小_______。（保留三位有效数字） Ⅱ.上述油滴在运动过程中， ①若突然断开电键S2，则两极板间电压将_______（填“增加”、“不变”或“减小”）； ②如果保持S2闭合，突然断开电键S1，则油滴的加速度a变化情况可能正确的是( )（该变化过程中油滴没有碰到下极板） A． B． C． D． 【答案】(1) (2)BC (3) 0.866m/s 增加 C 【详解】（1）[1]极板间的电场强度大小为 [2]油滴进入电场后向下做匀速直线运动，受力平衡，则 解得喷入容器里油滴的带电量大小 （2）复对许多油滴进行实验之后，发现油滴电荷量皆为某最小固定值的整数倍。此最小带电量数值为，我们称之为元电荷。物体所带电量是元电荷电量的整数倍，由此可知，BC项符合题意，AD项不符合题意。 故选BC。 （3）[1]在闭合回路中，电流为 两极板上分得的电压 两极板间电场强度 电荷受到向上的电场力和向下的重力作用，根据牛顿第二定律 解得 [2]根据运动学规律 解得到达下极板时的速度大小 [3]若突然断开电键S2，此时两极板间电压等于电源电动势，两极板间电压将增加。 [4]如果保持S2闭合，突然断开电键S1，电容器将放电，两极板间电压逐渐减小，电场强度逐渐减小，根据牛顿第二定律 可知液滴的加速度逐渐增大。 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www,ZX×k.Com 上好每一堂课 3.原子的核式结构模型 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A A C B C A B D A D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A C B C D CD AD BD ACD AD 21.(1)金的延展性好，可以做得很薄而且金的原子序数大，产生的库仑斥力大，偏转明显 (②)在A处相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 22.(1)B (2)C (3)B 230竖 (2)AC (3) 负 mgr'tana kO 24.球体 正电荷 电子 卢瑟福的粒子散射 25. 氢原子 绝大多数的 少数 卢瑟福 很小 质量 原子核 26.(1) U mgd U (2)BC (3) 7.5m/s2 0.866m/s 增加 1/1 3.原子的核式结构模型 目录 题型分组练 1 题型01 发现电子 1 题型02 粒子散射实验 2 题型03 原子核式结构模型 4 创新拓展练 5 新题速递 6 题型分组练 题型01 发现电子 1．物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现（　　） A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧 B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同 C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D．汤姆孙发现了电子，并精确测量了电子的电荷量 2．(25-26高三上·湖南长沙湖南师范大学附属中学·月考)在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。下列叙述与事实相符合的是（　　） A．爱因斯坦提出的光电效应理论，可以很好地解释光电效应实验中的各种现象 B．汤姆孙发现了电子，并提出原子的核式结构模型 C．麦克斯韦认为，均匀变化的磁场可以产生均匀变化的电场 D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，发现了质子 3．(24-25高二下·湖北黄石·期末)如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（　　） A．图（甲）为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是电磁波 B．图（乙）为研究光电效应的实验装置，测量遏止电压时电键S应扳向“2” C．图（丙）是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念 D．图（丁）为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后波长可能变小 4．如图，真空玻璃管内，阴极发出的电子（初速度为零）经KA 间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入平行极板 D1、D2。若两极板无电压，电子打在荧光屏中心P1点；若两极板加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的P2点；若两极板间再加上垂直纸面方向的有界匀强磁场（磁场只存在于板间区域），磁感应强度大小为B，则电子又打到 P1点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D1、D2右侧边缘射出。已知两极板间距为d，板长为2d，设电子的质量为m、电荷量大小为q，则（　　） A．电子进入两板间的速度 B．将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，电子还是打在 P2点 C．只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 D．电子的比荷 5．(25-26高二上·浙江北斗联盟·期中)物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究克服了当时研究条件的局限性，取得了辉煌成果，推动了人类文明发展的进程。下列有关物理学史说法正确的是（　　） A．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 B．牛顿通过扭秤实验装置在实验室中测出万有引力常数，是运用了微小量放大法 C．麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，并在此基础上最终建立了经典电磁场理论 D．密立根通过油滴实验比较准确地测出了质子的电荷量 题型02 粒子散射实验 6．某同学简化了粒子散射实验：不考虑电荷间的相互作用，认为只有与原子核“接触”的粒子，才发生偏转。由此他提出一种估算原子核半径的二维简化方法：首先取一个面积为的薄材料（内有个原子），并将原子核模型简化为互不重叠、相互平行，面积为（为待求核半径）的小圆盘。当垂直圆盘面均匀入射个粒子，有个粒子通过薄材料后沿原方向出射，可估算为（    ） A． B． C． D． 7．在卢瑟福粒子散射实验中，粒子（带正电）靠近金原子核（带正电）的运动轨迹如图所示，其中为轨迹上的两点。下列说法中正确的是（　　） A．粒子在点受到的库仑力大于在点受到的库仑力 B．粒子在点的速率大于在点的速率 C．粒子从到的过程中，库仑力做正功 D．图中点的电势高于点的电势 8．(25-26高三上·湖北襄阳第四中学·期末)关于以下四张插图的相关描述，下列说法正确的是（　　） A．图1：该实验中验电器指针带负电 B．图2：麦克斯韦在该实验中首次捕捉到了电磁波 C．图3：该实验为卢瑟福发现质子的实验过程，其对应的核反应方程式为 D．图4：普朗克用“能量子”观点的理论计算值与黑体辐射实验值吻合得很好，说明能量是不连续的 9．在粒子散射实验中，假设所有粒子初速度都相同，当粒子靠近静止的金原子核时，它们发生了不同角度的偏转，如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆，轨迹2中的点离金原子核最近，不考虑粒子间的相互作用。则在与金原子核相互作用过程中，沿轨迹2运动的粒子（　　） A．与沿轨迹1运动的粒子相比，动量变化大 B．与沿轨迹1运动的粒子相比，散射后获得的动能大 C．与图中其它的粒子相比，经过虚线位置时动能较大 D．经过点时电势能最小，且速度方向与库仑力方向垂直 10．物理学发展过程中，许多科学家作出了卓越贡献。下列关于科学家成就的说法正确的是（　　） A．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值 B．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了中子 C．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 D．法拉第首先提出用电场线来描述电场 题型03 原子核式结构模型 11．下列对原子的认识，正确的是（　　） A．原子由原子核和核外电子组成 B．原子核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量 C．原子核直径的数量级为10－10m D．中性原子核外电子带的负电荷之和小于原子核所带的正电荷 12．物理学家卢瑟福和他的助手用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．大多数α粒子发生大角度偏转 B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞 C．α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围 D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核直径的数量级是 13．(24-25高二下·贵州六校（都匀，铜仁，遵义，贵阳）联盟·)“判天地之美，析万物之理”，领略建立物理规律的思想方法往往比掌握知识本身更加重要。以下有关物理学中常用的方法和物理学史说法正确的是（　　） A．用点电荷来代替带电体的方法运用了假设法 B．为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C．加速度用到了比值定义法 D．自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，法拉第通过不断地探索发现了电流的磁效应 14．(24-25高二下·河北邢台质检联盟·月考)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。最早发现光电效应现象的是下图中的（　　） A． B． C． D． 15．(24-25高二下·广西南宁第三中学·月考)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 创新拓展练 16．下列说法正确的是（　　） A．库仑发现了库仑定律，并测出了元电荷电量 B．牛顿提出了万有引力定律，并测得了引力常量的大小 C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 D．麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在 17．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示实验与科学认知描述正确的是（    ） A．康普顿通过甲图实验证实了光子具有粒子性 B．卢瑟福通过乙图实验让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 C．汤姆孙通过丙图实验使人们首次精确测得了电子的电荷量 D．赫兹通过丁图实验证实了关于光的电磁波理论 18．(25-26高三上·广东广州六校联考·期中)下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福的粒子散射实验证实了原子核具有复杂结构 B．电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化 C．当观察者与波源一起运动时，接收到波的频率一直增大 D．热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的表现 19．(25-26高二上·浙江宁波北仑中学·期中)下列四幅图中涉及物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过理想斜面实验，提出了力不是维持运动的原因 B．卡文迪许通过油滴实验，测出了电子的电荷量 C．奥斯特通过实验研究，发现了电流的磁效应 D．库仑通过静电力扭秤实验研究，发现了库仑定律 20．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．在实验中，观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数α粒子发生了大角度的偏转 B．使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的库仑斥力使α粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时，是电子的库仑引力使之发生明显偏转 C．使少数α粒子产生大角度偏转的力是原子核对α粒子的万有引力 D．实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分 新题速递 21．如图为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意图。 (1)该实验中为什么用金箔做靶子？ (2)当把荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，哪个位置相同时间内观察到屏上的闪光次数最多？ 22．英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置示意图如图所示。 (1)下列关于该实验的描述正确的是________。 A．粒子轰击金箔的实验可以在有空气的条件下完成 B．该实验揭示了原子具有核式结构 C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转 D．该实验证实了汤姆逊原子模型的正确性 (2)下述关于粒子散射实验的说法正确的是________。 A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分 B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部电子 C．实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量 D．实验表明原子核是由质子和中子组成的 (3)有关粒子散射实验的图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是下列选项中的________。 A． B． C． D． 23．(24-25高二上·云南玉溪第一中学·月考)美国物理学家密立根于年利用如图甲所示的实验装置，确定了电荷量的不连续性，并测定了元电荷的数值。 (1)若某次实验中，一质量为的油滴，在场强为的两金属板之间恰好处于平衡状态。则油滴所带电荷量__________已知当地的重力加速度为； (2)对许多油滴进行测定，发现各个油滴所带电荷量都是某一最小电荷量的整数倍。密立根断定这一最小电荷量就是电子的电荷量，经过计算得出其数值为。则下列说法中说法正确的是 ； A．在某次实验中，测得油滴所带电荷量为 B．在某次实验中，测得油滴所带电荷量为 C．在某次实验中，若只将两金属板的间距变大，则原来处于静止状态的油滴将向下运动 D．在某次实验中，若只将两金属板的间距变大，则原来处于静止状态的油滴将向上运动 (3)某同学在探究电荷间相互作用力的实验中，如图乙所示，把质量为的带电小球B用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为的带电小球A靠近B，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向成角，A、B两球均静止，则小球B带_______电，所带的电荷量 _______。 原子的核式结构模型 24．J.J.汤姆孙的原子模型：J.J.汤姆孙于1898年提出了一种模型，他认为，原子是一个___，___弥漫性地均匀分布在整个球体内，___镶嵌其中，该模型被称为“西瓜模型”或“枣糕模型”，能够解释一些实验现象，但后来被______实验否定了。 25．α粒子散射实验 （1）α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为______质量的4倍，电子质量的7300倍。 （2）实验结果 ①______α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进。 ②______α粒子发生大角度偏转，极少数偏转角度甚至大于90°。 （3）核式结构模型：1911年由______提出，原子中带正电部分的体积______，但几乎占有全部______，称为______，电子在其外面运动。 26．油滴实验 密立根油滴实验装置如图所示，用喷雾器向一个圆柱形容器里喷入带电的油滴。容器中有两块平行金属板组成的电容器。可以通过改变极板间的电压来控制油滴的运动，假设两极板间电场为匀强电场，忽略油滴受到的空气阻力，g取10m/s2。 请完成下列问题： (1)油滴进入电场后向下做匀速直线运动。已知两极板间的电压为U，距离为d，进入电场中某油滴的质量为m，重力加速度为g。则两极板间的电场强度大小为_________，喷入容器里油滴的带电量大小q =__________。 (2)重复对更多油滴进行实验，发现油滴的带电量都是某最小固定值的整数倍，下列测得的油滴电荷量符合实验事实的是（　　） A．1.6×10−20C B．1.12×10−18C C．5.92×10−17C D．5.58×10−16C (3)根据油滴实验原理，某同学设计了如图所示的电路，通过移动滑动变阻器R2的滑片改变极板间电压。已知两极板相距d=0.05m，电源电动势E=10V，内阻r=2Ω，保护电阻R1=18Ω，R2的最大阻值为20Ω。将滑动变阻器的滑片置于中间位置，闭合电键S1和S2。稳定后，一油滴从小孔处由静止开始进入电场，已知油滴质量m=8.0×10−12kg，电量为q=−4.0×10−13C，则该油滴 Ⅰ.计算： ①下降时加速度大小_______； ②到达下极板时的速度大小_______。（保留三位有效数字） Ⅱ.上述油滴在运动过程中， ①若突然断开电键S2，则两极板间电压将_______（填“增加”、“不变”或“减小”）； ②如果保持S2闭合，突然断开电键S1，则油滴的加速度a变化情况可能正确的是( )（该变化过程中油滴没有碰到下极板） A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $