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

**基本信息** 本同步练习通过基础选择、综合多选及深度解答题的三级分层，实现从原子结构史实记忆到α粒子散射实验分析的渐进巩固，适配新授课知识内化与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（单选1-8）|原子结构发现史、α粒子散射实验现象|以科学家贡献辨析（如第1-2题）和实验结论判断（如第3-5题）为主，强化物理观念中的物质观念| |进阶层（多选9-15）|原子模型辨析、实验原理综合应用|通过原子结构模型正误判断（如第9-10题）和实验现象归因（如第13-14题），培养科学思维的科学论证能力| |综合层（解答16-17）|库仑力与能量变化、核式结构模型推导|结合α粒子运动轨迹绘制（17题）和原子核直径估算（17题），体现科学探究的模型建构与推理论证|

4.3原子的核式结构模型 同步练习 一、单项选择题 1．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（　　） A．爱因斯坦在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说 B．汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构 C．卢瑟福的α粒子散射实验，揭示了原子核具有复杂的结构 D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷 2．下列涉及的物理知识，说法正确的是（ ） 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 B．康普顿效应说明光子具有波动性 C．汤姆生研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 D．玻尔研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流 3．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是 A．原子核对α粒子的万有引力 B．原子核对α粒子的磁场力 C．核外电子对α粒子的库仑引力 D．原子核对α粒子的库仑斥力 4．卢瑟福在进行粒子散射实验时，用粒子轰击金箔后，发现粒子（　　） A．全部穿过或发生很小偏转 B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回 C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过 D．全部发生很大偏转 5．如图所示是卢瑟福的粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（    ） A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C．粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D．绝大多数的粒子发生大角度偏转 6．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中，α粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是（　　） A．α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小 B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子 C．α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大 D．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑引力较大 7．在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为五个区域，不考虑其他原子核对该粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子受到引力 B．该原子核的位置可能在①区域 C．根据粒子散射实验可以估算原子核大小 D．粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动 8．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． 二、多项选择题 9．在探索微观世界的历程中，发现了电子，对原子的认识错误的是（ ） A．氢原子和电子组成的 B．质子和中子组成的 C．原子核和核外电子组成的 D．原子核和中子组成的 10．关于原子的下列说法中正确的是（　　） A．原子是化学反应中的最小微粒，是不可再分的 B．原子是化学反应中的最小微粒，是可以分割的 C．原子是保持物质化学性质的最小微粒，是可以分割的 D．认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的 11．下列说法正确的是（　　） A．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子 B．电子的发现证明了原子是可分的 C．汤姆孙认为原子里面带正电的物质应充斥整个原子，而带负电的电子镶嵌在球体的某些固定位置 D．汤姆孙认为原子里面带正电的物质都集中在原子中心一个很小的范围内 12．下列说法中符合物理史实的是（ ） A．玛丽居里首先提出原子的核式结构学说 B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可分 C．普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念 D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说 13．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（　　） A．该实验说明原子中正电荷是均匀分布的 B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构理论 14．用粒子轰击金箔，粒子在接近金原子核时发生偏转的情况如图所示，则粒子的路径可能是（　　） A．a B．b C．c D．a、b、c都是不可能的 15．关于下列四幅图像的说法正确的是（　　） A．图（a）中的阴极射线是光电子 B．图（b）中所加电压为正向电压 C．若图（c）中的光射入空腔后不能射出，则空腔可视为绝对黑体 D．图（d）中，散射光的频率可能大于入射光的频率 三、解答题 16．在粒子散射实验中，如果只考虑粒子与金原子核的相互作用，则一个粒子在穿越金原子的过程中，其所受的库仑力、它的动能以及它与金原子核组成的系统的势能和总能量各如何变化？ 17．二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。 (1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图； (2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向； (3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设： ①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体； ②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成； ③各层原子核前后不互相遮蔽； ④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。 a.请估算金原子核的直径； b.上面的假设做了很多简化处理不考虑紧密排列而造成的空隙，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。 答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D B A A C A ABD BD 题号 11 12 13 14 15 答案 ABC BCD BCD AC BC 16．粒子穿越金原子的过程中，由于带同种电荷，且距金原子核先靠近后远离，因此所受的库仑力为斥力，库仑力先增大后减小，先做负功后做正功，故粒子的动能先减小后增大。粒子发生散射时，它和金原子核组成的系统的动能和势能之和守恒，故系统的总能量不变，由于粒子的动能先减小后增大，因此系统的势能先增大后减小。 17．(1)； (2)碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反； (3)a.；b.不合理 答案第4页，共5页 第5页，共5页 学科网（北京）股份有限公司 $