4.3 原子的核式结构模型 分层作业 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

4.3 原子的核式结构模型 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．下列四幅图涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：康普顿效应说明光子具有波动性 C．图丙：卢瑟福的学生查德威克研究α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 D．图丁：德布罗意研究阴极射线证实了阴极射线是带电粒子流，发现了电子 2．粒子以某一初速度接近重金属核，其运动轨迹如图所示，M、N、Q为轨迹上的三点，N点离重金属核最近，Q点比M点离重金属核更远。在重金属核产生的电场中，下列说法正确的是（　　） A．N点的电场强度比Q点小 B．N点的电势最高 C．粒子从Q点运动到M点过程中，电势能减小 D．粒子从Q点运动到M点过程中，速度一直减小 3．（多选）下列四幅图涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙：汤姆生研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 D．图丁：玻尔研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流 4．（多选）下列叙述符合物理史实的是（　　） A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构 B．伽利略通过理论和实验相结合，首次推导出单摆周期公式 C．赫兹的电火花实验是证实麦克斯韦电磁波理论的关键性实验 D．布朗通过实验观察到水中悬浮微粒越小，微粒的无规则运动越明显 B层 5．下列物理学的常识中，说法正确的是（　　） A．由场强公式可知，电场中某点的场强由试探电荷电荷量和所受电场力决定 B．美国物理学家密立根通过油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量 C．电动势反映的是将其他形式的能转化为电能的本领，转化的能量越多，电源的电动势就越大 D．安培引入了电场的概念并用电场线表示电场 6．如图所示，是粒子散射实验的示意图，①②③④四条轨迹分别对应4个粒子与原子核相互作用时的运动路径。已知粒子的入射速度都相等，散射后的速度大小等于初速度大小，则4个粒子在散射过程中受到原子核冲量最大的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 7．（多选）下列说法正确的是（　　） A．利用压力传感器可以制成电子秤 B．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性 C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，并首先发现光电效应 D．查德威克研究粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型 8．（多选）关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　） A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 B．电子的发现，说明原子具有一定的结构 C．电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒 D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象 9．（多选）1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的α粒子散射实验。α粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于其与电子发生了碰撞 B．绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的 C．极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小、带正电且占有原子几乎全部质量的核 D．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，电势能最小 10．（多选）JJ．汤姆孙于1898年提出一种原子模型，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。如图所示，已知原子球体半径为R，球内一电子A到球心O的距离为r，静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零。按照JJ．汤姆孙的原子模型（    ） A．可解释原子成电中性 B．可解释粒子轰击金箔发现有少数粒子发生较大偏转 C．电子A受到球体内正电荷库仑力的方向沿着O指向A方向 D．电子A受到球体内正电荷库仑力的大小与OA的距离r成正比 C层 11．有人设想在进行宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，薄膜面积为S，每秒每平方米面积照射到的太阳光能为E，若探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是（　　） A． B． C． D． 12．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． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.3 原子的核式结构模型》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B AB CD B D ABC BCD BC AD 题号 11 12 答案 A A 1．A 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确； B．康普顿效应说明光具有粒子性，故B错误； C．卢瑟福研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．汤姆孙研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．由点电荷电场的电场强度公式 可得离重金属核最近的N点电场强度最大，故A错误； B．离正点电荷场源最近的N点的电势最高，B正确； CD．粒子为氦原子核，故带正电，又因为，所以从Q点运动到M点过程中，电场力先做负功再做正功，粒子的速度先减小再增加，电势能先增大再减小，故C、D错误。 故选B。 3．AB 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确； B．康普顿效应、光电效应说明光具有粒子性，光子具有能量，康普顿效应还表明光子具有动量，故B正确； C．卢瑟福研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故C错误； D．汤姆孙研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流，故D错误。 故选AB。 4．CD 【详解】A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子的核式结构，原子核有复杂的结构是通过天然放射现象发现的，故A错误； B．伽利略发现的是单摆的等时性，单摆周期公式是惠更斯首次推导出来的，故B错误； C．赫兹的电火花实验首次捕捉到了电磁波，是证实麦克斯韦电磁波理论的关键性实验，故C正确； D．布朗通过实验观察到水中悬浮微粒越小，微粒的无规则运动越明显，故D正确。 故选CD。 5．B 【详解】A．电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电荷量q以及所受电场力F无关。公式只是电场强度的定义式，用于计算电场强度大小，故A错误； B．美国物理学家密立根通过油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量，故B正确； C．电动势反映的是电源将其他形式的能转化为电能的本领，它由电源本身的性质决定，与转化能量的多少无关，转化能量多，可能是因为通过的电荷量多，并不能说明电动势大，故C错误； D．引入电场的概念并用电场线表示电场的是法拉第，而不是安培，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】散射角度大的α粒子动量变化大，所以受到原子核的冲量也大，所以4个粒子在散射过程中受到原子核冲量最大的是④。 故选D。 7．ABC 【详解】A．利用压力传感器可以制成电子秤，故A正确； B．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，故B正确； C．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，在研究电磁波的实验中发现了光电效应，故C正确； D．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，D错误。 故选ABC。 8．BCD 【详解】AB．电子的发现说明原子有一定的结构，但并没有证明原子核的存在，也不能说明原子是由电子和原子核组成的，故A错误，B正确； C．发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，故C正确； D．物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程，电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象，故D正确。 故选BCD。 9．BC 【详解】A．少数α粒子穿过金箔后发生较大角度的偏转是由于α粒子受到金属原子核的斥力作用较大，而非与电子发生了碰撞，A错误； BC．绝大多数α粒子沿直线穿过，偏转角很小，说明原子内部大部分是中空的，极少数α粒子被弹回，说明原子中心是一个体积小、带正电且占有原子几乎全部质量的核，BC正确； D．在α粒子散射实验中，当α粒子接近原子核时，电场力对α粒子做负功，电势能增加，因此α粒子最接近原子核时，电势能最大，D错误。 故选BC。 10．AD 【详解】A．按照JJ．汤姆孙的原子模型，原子内部正负电荷一样多，原子成电中性，故A正确； B．按照JJ．汤姆孙的原子模型，则粒子轰击金箔将会有大多数粒子发生较大的偏转，故B错误； C．按照JJ．汤姆孙的原子模型，电子A受到球体内正电荷库仑力的合力沿着A指向O的方向，故C错误； D．由于静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零，且按照JJ．汤姆孙的原子模型，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，则原子为均匀的带电球体，则 其中 电子A受到球体内正电荷库仑力的大小为 联立，可得 即电子A受到球体内正电荷库仑力的大小与OA的距离r成正比，故D正确。 故选AD。 11．A 【详解】光子垂直照射后全部反射，每秒在薄膜上产生的总能量为，结合单个光子的能量 则个光子的总能量为 解得 结合单个光子的动量 则光子的总动量变化量大小为 以光子为研究对象，应用动量定理 式中，解得 根据牛顿第三定律，光子对探测器的作用力大小为 根据牛顿第二定律 解得 故选A。 12．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。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $