新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型同步練習(xí)新人教版選擇性必修第三冊

3原子的核式結(jié)構(gòu)模型【基礎(chǔ)鞏固】1.盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,提出了原子內(nèi)部存在 ()A.電子B.中子C.質(zhì)子 D.原子核解析:盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中觀察到絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向,只有極少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn),說明在原子的中央存在一個(gè)體積很小的帶正電的物質(zhì),將其稱為原子核.故D正確.答案:D2.盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,這一模型建立的基礎(chǔ)是 ()A.電子的發(fā)現(xiàn)B.中子的發(fā)現(xiàn)C.α粒子散射實(shí)驗(yàn)D.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)解析:盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤.答案:C3.(多選)關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型,下列說法正確的是 ()A.原子中絕大部分是“空”的,原子核很小B.電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是由原子核對它的庫侖力提供的C.原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里D.原子核的直徑的數(shù)量級(jí)是10-10m解析:因?yàn)樵拥娜空姾珊蛶缀跞抠|(zhì)量都集中在原子核內(nèi),而原子核又很小,所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是“空”的,A正確,C錯(cuò)誤.電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),原子核與電子間的庫侖引力為電子提供向心力,B正確.原子核直徑的數(shù)量級(jí)是10-15m,原子直徑的數(shù)量級(jí)是10-10m,D錯(cuò)誤.答案:AB4.(多選)用α粒子轟擊金箔,α粒子在接近金原子核時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況如圖所示,則α粒子的路徑可能是 ()A.a B.bC.c D.a、b、c都是不可能的解析:α粒子偏轉(zhuǎn)的原因是原子核對其有庫侖斥力的作用,離核越近,斥力越大,偏轉(zhuǎn)越明顯,當(dāng)與原子核發(fā)生正碰時(shí),由于α粒子質(zhì)量較小而反彈.結(jié)合題圖知,A、C正確.答案:AC5.(多選)1897年,英國物理學(xué)家J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并被稱為“電子之父”,下列關(guān)于電子的說法正確的是 ()A.J.J.湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子流的結(jié)論,并求出了陰極射線粒子的比荷B.J.J.湯姆孫通過對光電效應(yīng)的研究,發(fā)現(xiàn)了電子C.電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.J.J.湯姆孫通過研究不同材料的陰極發(fā)出的射線及光電效應(yīng)等現(xiàn)象,說明電子是原子的組成部分,是比原子更小的物質(zhì)單元解析:由J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的過程可知,A、D正確,B錯(cuò)誤.質(zhì)子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的1836倍,C錯(cuò)誤.答案:AD6.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,當(dāng)帶電粒子打到熒光屏上時(shí)熒光屏上就會(huì)產(chǎn)生光斑.為驗(yàn)證α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)論,現(xiàn)在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡,則這四處位置一段時(shí)間內(nèi)通過顯微鏡統(tǒng)計(jì)的閃爍次數(shù)符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是 ()A.2、10、625、1205B.1202、1305、723、203C.1305、25、7、1D.1202、1010、723、203解析:α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是絕大多數(shù)粒子穿過金箔后沿原來的方向前進(jìn),少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)甚至原路返回,所以C正確,A、B、D錯(cuò)誤.答案:C7.如圖所示,電子以初速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入長為l、板間距離為d、電勢差為U的平行板電容器中,出電場時(shí)打在屏上P點(diǎn),經(jīng)測量O'、P之間的距離為y0,求電子的比荷.忽略電子所受的重力.解析:電子在電場中受豎直向下的靜電力,電子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得y0=12at2l=v0t,eE=ma,E=Ud聯(lián)立以上各式解得em=2答案:2【拓展提高】8.在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線所示.圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線是過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域.不考慮其他原子核對該α粒子的作用,那么關(guān)于該原子核的位置,下列說法正確的是 ()A.可能在①區(qū)域 B.可能在②區(qū)域C.可能在③區(qū)域 D.可能在④區(qū)域解析:α粒子帶正電,原子核也帶正電,原子核對靠近它的α粒子產(chǎn)生庫侖斥力,故原子核不會(huì)在④區(qū)域;若原子核在②③區(qū)域,則α粒子會(huì)向①區(qū)域偏;若原子核在①區(qū)域,則可能會(huì)出現(xiàn)題圖所示的軌跡.故A正確.答案:A9.(2022·廣東深圳)在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線所示,圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線是過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為五個(gè)區(qū)域,不考慮其他原子核對該α粒子的作用,下列說法正確的是()A.α粒子受到引力B.該原子核的位置可能在①區(qū)域C.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核大小D.α粒子在P、Q間的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析:在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)受到庫侖斥力作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若該原子核處于①區(qū)域,在α粒子受到庫侖斥力后應(yīng)該向區(qū)域②彎曲,所以該原子核的位置不可能在①區(qū)域,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的大小,C項(xiàng)正確;α粒子受到庫侖斥力,在P、Q間的運(yùn)動(dòng)不可能為勻速圓周運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:C10.已知金原子序數(shù)為79,α粒子離金原子核的最近距離約為2×10-14m,已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,e=1.6×10-19C,qα=2e,mα=6.64×10-27kg.(1)α粒子離金原子核最近時(shí)受到的庫侖力是多大?(2)α粒子的最大加速度為多大?解析:(1)根據(jù)庫侖定律得F=kq1q2r解得F=91.008N.(2)根據(jù)牛頓第二定律得a=Fmα=1.37×1028m/s答案:(1)91.008N(2)1.37×1028m/s2【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】11.在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,人們通過對某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,獲得正確的理論認(rèn)識(shí).下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是 ()ABCD解析:A選項(xiàng)所示的實(shí)驗(yàn)是雙縫干涉實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)說明