4.3原子的核式结构模型 课后练习-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 练习围绕“原子的核式结构模型”，采用A、B、C三级分层设计（题量8:4:1），从基础概念辨析到实验原理应用再到定量计算，梯度清晰，适配新授课知识巩固与物理观念、科学思维的培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|电子发现实验、阴极射线性质、α粒子散射现象等单一知识点|以选择题为主，聚焦基础概念辨析，巩固物质观念与相互作用观念| |B组|密立根油滴实验原理、核式结构模型解释、阴极射线管工作原理等综合应用|结合实验情境分析，提升科学推理与模型建构能力| |C组|α粒子与原子核弹性碰撞计算|通过定量计算深化科学推理，体现核心素养拔高|

4.3　原子的核式结构模型 A组 必备知识基础练 1.J.J.汤姆孙发现了电子并由此提出了原子结构的“枣糕模型”,他发现电子的实验基础是(　　) A.α粒子散射实验 B.阴极射线实验 C.α粒子轰击铍核实验 D.α粒子轰击氮核实验 2.下列关于阴极射线的说法正确的是(　　) A.阴极射线是高速运动的质子流 B.阴极射线可以用人眼直接观察到 C.阴极射线是高速运动的电子流 D.阴极射线是电磁波 3.(多选)已知X射线的“光子”不带电,假设阴极射线像X射线一样,则下列说法正确的是(　　) A.阴极射线管内的高电压不能够对其加速而增加能量 B.阴极射线通过偏转电场不会发生偏转 C.阴极射线通过磁场方向一定不会发生改变 D.阴极射线通过偏转电场能够改变方向 4.卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是(　　) 5.α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一,此实验开创了原子结构研究的先河,为建立现代原子核理论打下了基础,关于α粒子散射实验,下列说法正确的是(　　) A.J.J.汤姆孙根据α粒子散射实验,提出了原子核的核式结构 B.该实验需要在真空环境下才能完成 C.该实验表明α粒子大角度偏转可能是与电子直接碰撞造成的 D.在其他条件相同情况下,只改变金箔的厚度,对实验结果没有影响 6.(多选)在α粒子散射实验中,如果一个α粒子跟金箔中的电子相碰,下列说法正确的是(　　) A.α粒子发生大角度的偏转 B.α粒子不会发生明显偏转 C.α粒子可能被弹回 D.α粒子能量几乎不变 7.(多选)关于原子的核式结构模型,下列说法正确的是(　　) A.原子中绝大部分是“空”的,原子核很小 B.电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力 C.原子的全部电荷和质量都集中在原子核里 D.原子核的直径的数量级是10-10 m 8.(多选)α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C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少 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B位置的亮斑比在A位置的亮斑多 D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内 B组 关键能力提升练 9.密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接,板间电压为U,形成竖直向下、电场强度为E的匀强电场。用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴。通过显微镜可找到悬浮不动的油滴,若此悬浮油滴的质量为m,重力加速度为g,两板间距离为d,则下列说法正确的是(　　) A.悬浮油滴带正电 B.悬浮油滴所带的电荷量为 C.增大电场强度,悬浮油滴将向上运动 D.油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍 10.α粒子散射实验装置如图所示,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素作为放射源,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线打到金箔上,图中虚线表示被散射的α粒子的径迹。关于该实验,下列说法正确的是(　　) A.实验现象可用J.J.汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B.依据实验结果可以推测原子核是可以再分的 C.α粒子发生偏转是由于它跟金箔中的电子发生了“碰撞” D.统计散射到各个方向的α粒子所占比例,可以推知原子中正电荷的大致分布情况 11.(多选)J.J.汤姆孙的阴极射线管的示意图如图所示,下列说法正确的是(　　) A.若D1、D2两极板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、D2两极板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、D2两极板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、D2两极板之间加上垂直于纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转 12.1909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,实验用高速的α射线轰击厚度为微米的金箔,发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生角度较大的偏转,大约有的α粒子偏转角大于90°,甚至观察到偏转角接近180°,其散射情境如图所示。关于α粒子散射实验,下列说法正确的是(　　) A.实验的目的是想证明原子具有核式结构模型 B.实验中α粒子穿过金原子核发生偏转的原因是受到电子对它的库仑力作用 C.极少数α粒子发生大角度偏转,是原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等造成的 D.由实验数据可以估算出金原子核的直径数量级 C组 核心素养拔高练 13.假设α粒子以速率v0与静止的金原子核发生弹性正碰,金原子核质量mAu=49mα。求α粒子与金原子核碰撞后的速度变化量大小。 参考答案 1.B　解析 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析,提出了原子核式结构模型,证实了原子是可以再分的,故A错误;J.J.汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子的存在,故B正确,C、D错误。 2.C　解析 阴极射线是高速运动的电子流,人们只有借助于它与物质相互作用时,使一些物质发出荧光等现象才能观察到,故C正确,A、B、D错误。 3.ABC　解析 因为X射线的“光子”不带电,故电场、磁场对其不产生作用力,故选项A、B、C正确,D错误。 4.D　解析 α粒子轰击金箔后偏转,越靠近金原子核,偏转的角度越大,所以A、B、C错误,D正确。 5.B　解析 卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子核的核式结构,故A错误;α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成,避免α粒子和空气中的原子碰撞影响实验结果,故B正确;α粒子发生大角度偏转是与原子核之间的距离较近,受到的库仑力大,故C错误;在相同的条件下,改变金箔的厚度对实验结果有影响,故D错误。 6.BD　解析 粒子间的碰撞满足动量守恒定律,因为α粒子的质量远远大于电子的质量,α粒子动量几乎不变,所以α粒子不会发生明显偏转,不可能被弹回,能量也几乎不会发生改变。故A、C错误,B、D正确。 7.AB　解析 因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,而原子核又很小,所以原子内绝大部分区域是“空”的,A正确,C错误;电子绕原子核做圆周运动时,原子核与电子间的库仑力提供向心力,B正确;原子核直径的数量级是10-15 m,原子直径的数量级是10-10 m,D错误。 8.AB　解析 根据α粒子散射实验现象,绝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,A正确,C错误;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,B正确,D错误。 9.C　解析 油滴静止不动,则油滴受到向上的静电力,题图中平行板电容器上极板带正电,下极板带负电,故板间电场强度方向竖直向下,则油滴带负电,故A错误;根据平衡条件,有mg=q,故q=,B错误;根据平衡条件,有mg=qE,当增大电场强度,静电力增大,则悬浮油滴将向上运动,故C正确;不同油滴所带的电荷量虽不相同,但都是电子电荷量的整数倍,故D错误。 10.D　解析 实验现象可用卢瑟福的原子核式结构模型来解释,不能通过J.J.汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释,故A错误;依据实验结果不可以推测原子核是可以再分的,故B错误;α粒子发生偏转是由于它受到了金箔中的金原子核的斥力作用,故C错误;统计散射到各个方向的α粒子所占比例,可以推知原子中正电荷的大致分布情况,即原子的中间存在一个原子核,原子的正电荷和几乎的全部质量都集中在原子核上,故D正确。 11.AC　解析 实验证明,阴极射线是高速电子流,它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧,故C正确,B错误;加上磁场时,电子在磁场中受洛伦兹力作用,要发生偏转,故D错误;当不加电场和磁场时,电子所受的重力可以忽略不计,因而不发生偏转,故A正确。 12.D　解析 实验的目的是想验证J.J.汤姆孙的“枣糕模型”,但是成了否定它的证据,并提出原子核式结构模型,故A错误;实验中α粒子穿过金原子核发生偏转的原因是受到原子核(带正电)对它的库仑力作用,离原子核越近,受到的库仑斥力越大,故B错误;极少数α粒子发生大角度偏转现象,主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果,是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量,α粒子接近原子核的机会很小,故C错误;根据α粒子散射实验可以估算金原子核的直径数量级,故D正确。 13.答案 1.96v0 解析 α粒子与金原子核发生弹性碰撞,由动量守恒定律有mαv0=mαv1+mAuv2 由能量守恒定律有mαmαmAu 联立得v1=v0 Δv=v1-v0=-v0 得|Δv|=1.96v0。 8 学科网（北京）股份有限公司 $