《第二節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型》（同步訓(xùn)練）高中物理選擇性必修第三冊-滬科版-2024-2025學(xué)年

《第二節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的描述中，正確的是（）A.原子由原子核和核外電子組成，原子核幾乎集中了原子的全部質(zhì)量B.原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的C.原子核的體積非常小，但密度很大D.原子核的質(zhì)量分布是均勻的2、根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗，以下結(jié)論中不正確的是（）A.原子核帶有正電荷B.原子核的體積比整個原子的體積小得多C.大部分α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)D.極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)3、盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，以下關(guān)于該實驗現(xiàn)象的描述正確的是：A.絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍沿原來的方向前進(jìn)B.極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)C.所有α粒子都發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)D.部分α粒子在接近金箔時被反彈回來4、在盧瑟福的α粒子散射實驗中，以下哪個因素不會影響α粒子的偏轉(zhuǎn)角度？A.α粒子的速度B.原子核的電荷量C.α粒子的質(zhì)量D.原子核與α粒子之間的距離5、下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的描述，錯誤的是：A.原子核位于原子的中心，帶正電荷。B.原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電。C.原子核的體積很小，但質(zhì)量很大。D.原子核的體積與電子云的體積相近。6、盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，以下關(guān)于該實驗的敘述，不正確的是：A.實驗中用α粒子轟擊金箔，α粒子在穿過金箔后發(fā)生散射。B.大部分α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)。C.少部分α粒子發(fā)生了較大的角度偏轉(zhuǎn)。D.極少數(shù)α粒子幾乎垂直于入射方向被反彈回來。7、在盧瑟福的α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，這表明了什么？A.原子內(nèi)部大部分是空的B.原子核帶有正電荷C.電子云的存在D.原子的質(zhì)量主要集中在原子核二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、以下關(guān)于盧瑟福α粒子散射實驗的描述，正確的是：A.實驗中α粒子是從放射性物質(zhì)中釋放出來的B.大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍保持原來的運動方向C.少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的散射D.所有α粒子在穿過金箔后都發(fā)生了偏轉(zhuǎn)2、以下關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型的描述，正確的是：A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為原子由一個帶正電的原子核和圍繞核運動的電子組成B.原子核的直徑約為10-15米，而電子云的直徑約為10-10米C.原子核的密度非常大，約為水的密度的1億倍D.在原子核式結(jié)構(gòu)模型中，電子的運動軌跡是可以精確預(yù)測的3、關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法中正確的是（）A.原子中的正電荷均勻分布在整個原子內(nèi)B.電子在原子內(nèi)部可以任意軌道運動C.原子核由質(zhì)子和中子組成，集中了原子的幾乎全部質(zhì)量D.電子繞核旋轉(zhuǎn)時不會釋放能量三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗，解釋以下現(xiàn)象：為什么絕大多數(shù)α粒子能夠穿過金箔而沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)？為什么少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)？為什么極少數(shù)α粒子被反彈回來？第二題題目：以下關(guān)于盧瑟福α粒子散射實驗的描述中，正確的是：A.α粒子散射實驗中，大部分α粒子穿過金箔后幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。B.α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射，這是因為它們與金原子核發(fā)生了碰撞。C.α粒子散射實驗中，所有α粒子都發(fā)生了散射，只是散射角度不同。D.α粒子散射實驗中，散射角度與α粒子的動能成正比。第三題題目：原子核式結(jié)構(gòu)模型提出后，科學(xué)家通過一系列實驗驗證了該模型的正確性。請根據(jù)以下實驗描述，回答以下問題：（1）實驗一：盧瑟福通過α粒子散射實驗，發(fā)現(xiàn)α粒子在經(jīng)過金箔時，大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子幾乎垂直于入射方向反彈回來。根據(jù)實驗結(jié)果，盧瑟福提出了什么結(jié)論？（2）實驗二：玻爾在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，提出了玻爾模型。該模型認(rèn)為，原子中的電子在核外只能處于某些特定的軌道上，這些軌道的半徑是量子化的。請解釋量子化半徑的含義，并說明這一觀點與經(jīng)典物理學(xué)有何不同？（3）實驗三：通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原子從較高能級躍遷到較低能級時，會釋放出一定頻率的光子。根據(jù)這一實驗結(jié)果，如何解釋原子能級量子化的現(xiàn)象？第四題下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的描述中，正確的是：A.原子核是由電子組成的，電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。B.原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。C.原子核的體積遠(yuǎn)小于原子的體積，但質(zhì)量遠(yuǎn)大于原子的質(zhì)量。D.原子核的密度非常高，幾乎占據(jù)原子總體積的絕大部分。第五題題目：根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗，分析以下說法的正確性，并簡述理由。（1）所有α粒子在穿過金箔后都發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。（2）大部分α粒子穿過金箔后幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（3）極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至有α粒子被彈回?！兜诙?jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的描述中，正確的是（）A.原子由原子核和核外電子組成，原子核幾乎集中了原子的全部質(zhì)量B.原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的C.原子核的體積非常小，但密度很大D.原子核的質(zhì)量分布是均勻的答案：A、C解析：原子核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福提出的，該模型認(rèn)為原子由一個帶正電的原子核和圍繞它運動的帶負(fù)電的電子組成。原子核幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，因此選項A正確。原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電，因此選項B錯誤。由于原子核的體積非常小，而質(zhì)量集中，因此其密度很大，選項C正確。原子核的質(zhì)量分布并不均勻，通常質(zhì)子集中在核的中心區(qū)域，選項D錯誤。所以正確答案是A、C。2、根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗，以下結(jié)論中不正確的是（）A.原子核帶有正電荷B.原子核的體積比整個原子的體積小得多C.大部分α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)D.極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)答案：D解析：盧瑟福的α粒子散射實驗表明，當(dāng)α粒子穿過金箔時，大部分α粒子能夠直線穿過，說明原子內(nèi)部大部分空間是空的，原子核的體積相對于整個原子的體積非常小，因此選項B正確。實驗也表明，原子核帶有正電荷，因為α粒子帶正電，當(dāng)它們接近原子核時，會受到庫侖斥力，選項A正確。由于原子核體積小，大部分α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)，選項C正確。然而，極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，這是因為它們接近了帶正電的原子核，受到強(qiáng)烈的庫侖斥力，而不是因為它們自身發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，所以選項D是不正確的。因此，正確答案是D。3、盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，以下關(guān)于該實驗現(xiàn)象的描述正確的是：A.絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍沿原來的方向前進(jìn)B.極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)C.所有α粒子都發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)D.部分α粒子在接近金箔時被反彈回來答案：A解析：盧瑟福的α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，這說明原子的大部分空間是空的。極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，這是因為它們接近了原子核，而原子核帶有正電荷，會對α粒子產(chǎn)生強(qiáng)大的庫侖斥力，導(dǎo)致α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。因此，選項A是正確的。4、在盧瑟福的α粒子散射實驗中，以下哪個因素不會影響α粒子的偏轉(zhuǎn)角度？A.α粒子的速度B.原子核的電荷量C.α粒子的質(zhì)量D.原子核與α粒子之間的距離答案：C解析：在盧瑟福的α粒子散射實驗中，α粒子的偏轉(zhuǎn)角度主要受以下因素影響：A.α粒子的速度：速度越大，α粒子在接近原子核時具有的動能越大，其偏轉(zhuǎn)角度也越大。B.原子核的電荷量：電荷量越大，對α粒子的庫侖斥力越強(qiáng)，導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)角度越大。D.原子核與α粒子之間的距離：距離越近，α粒子受到的庫侖斥力越大，偏轉(zhuǎn)角度也越大。而α粒子的質(zhì)量并不會直接影響其偏轉(zhuǎn)角度，因為偏轉(zhuǎn)角度主要取決于α粒子的動量和原子核的庫侖力。因此，選項C是不會影響α粒子偏轉(zhuǎn)角度的因素。5、下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的描述，錯誤的是：A.原子核位于原子的中心，帶正電荷。B.原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電。C.原子核的體積很小，但質(zhì)量很大。D.原子核的體積與電子云的體積相近。答案：D解析：在原子核式結(jié)構(gòu)模型中，原子核的體積相對于整個原子來說非常小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電子云的體積。因此，選項D中的描述是錯誤的。其他選項A、B、C的描述均符合原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本特點。6、盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，以下關(guān)于該實驗的敘述，不正確的是：A.實驗中用α粒子轟擊金箔，α粒子在穿過金箔后發(fā)生散射。B.大部分α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)。C.少部分α粒子發(fā)生了較大的角度偏轉(zhuǎn)。D.極少數(shù)α粒子幾乎垂直于入射方向被反彈回來。答案：A解析：在盧瑟福的α粒子散射實驗中，大部分α粒子穿過金箔后確實沿原方向前進(jìn)，這與選項B的描述相符。同時，實驗中確實觀察到少部分α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，與選項C的描述相符。極少數(shù)α粒子幾乎垂直于入射方向被反彈回來，與選項D的描述相符。然而，選項A中的描述是錯誤的，實驗中α粒子是在經(jīng)過金箔的散射后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的，并非全部穿過金箔。7、在盧瑟福的α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，這表明了什么？A.原子內(nèi)部大部分是空的B.原子核帶有正電荷C.電子云的存在D.原子的質(zhì)量主要集中在原子核答案：D解析：在盧瑟福的α粒子散射實驗中，當(dāng)α粒子（即氦-4原子核）穿過金箔時，大多數(shù)α粒子幾乎不受影響地通過，只有少數(shù)α粒子被顯著地偏轉(zhuǎn)。這一現(xiàn)象表明原子內(nèi)存在一個非常小且密集的區(qū)域，這個區(qū)域集中了原子的大部分質(zhì)量以及全部的正電荷，這就是后來所稱的原子核。因此，選項D正確指出了原子的質(zhì)量主要集中在原子核。選項A雖然描述了原子內(nèi)部空間的特點，但并不是該實驗直接支持的結(jié)論。選項B雖然正確，但它不是造成大角度偏轉(zhuǎn)的主要原因。選項C關(guān)于電子云的概念是在后續(xù)的研究中提出的，并不是盧瑟福實驗直接揭示的內(nèi)容。綜上所述，根據(jù)盧瑟福α粒子散射實驗的結(jié)果，最能解釋少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是原子的質(zhì)量主要集中在原子核，故選D。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、以下關(guān)于盧瑟福α粒子散射實驗的描述，正確的是：A.實驗中α粒子是從放射性物質(zhì)中釋放出來的B.大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍保持原來的運動方向C.少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的散射D.所有α粒子在穿過金箔后都發(fā)生了偏轉(zhuǎn)答案：B,C解析：盧瑟福α粒子散射實驗中，α粒子是從放射性物質(zhì)（如鐳）中釋放出來的，所以選項A是正確的。實驗結(jié)果顯示，大多數(shù)α粒子穿過金箔后幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明原子的大部分空間是空的，因此選項B正確。少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的散射，這是因為它們接近了原子核，受到了原子核的強(qiáng)烈?guī)靵龀饬?，所以選項C正確。由于原子核的質(zhì)量遠(yuǎn)大于α粒子，α粒子在穿過金箔后不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此選項D錯誤。所以正確答案是B和C。2、以下關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型的描述，正確的是：A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為原子由一個帶正電的原子核和圍繞核運動的電子組成B.原子核的直徑約為10-15米，而電子云的直徑約為10-10米C.原子核的密度非常大，約為水的密度的1億倍D.在原子核式結(jié)構(gòu)模型中，電子的運動軌跡是可以精確預(yù)測的答案：A,C解析：原子的核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福提出的，它認(rèn)為原子由一個帶正電的原子核和圍繞核運動的電子組成，所以選項A是正確的。原子核的直徑確實非常小，大約為10-15米，而電子云的直徑更大，大約為10-10米，所以選項B是錯誤的。原子核的密度非常大，因為原子核的質(zhì)量集中在一個非常小的體積內(nèi)，所以選項C正確。然而，在量子力學(xué)中，電子的運動軌跡是不可精確預(yù)測的，而是以概率云的形式存在，所以選項D錯誤。因此，正確答案是A和C。3、關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法中正確的是（）A.原子中的正電荷均勻分布在整個原子內(nèi)B.電子在原子內(nèi)部可以任意軌道運動C.原子核由質(zhì)子和中子組成，集中了原子的幾乎全部質(zhì)量D.電子繞核旋轉(zhuǎn)時不會釋放能量【答案】C【解析】A選項錯誤。根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，即原子的正電荷集中在很小的區(qū)域——原子核，而并非均勻分布在原子中。B選項錯誤。量子力學(xué)的發(fā)展表明，電子不是在任意軌道上運動，而是存在于特定的能級上，這些能級對應(yīng)著電子可能存在的概率云。C選項正確。原子核確實是由質(zhì)子和中子組成的，并且它們的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子，因此原子的大部分質(zhì)量集中在原子核。D選項錯誤。當(dāng)電子從一個較高的能級躍遷到較低的能級時，會釋放出能量，通常以光子的形式放出；反之，當(dāng)電子吸收能量時，可以從低能級躍遷到高能級。綜上所述，只有C選項是正確的。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實驗，解釋以下現(xiàn)象：為什么絕大多數(shù)α粒子能夠穿過金箔而沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)？為什么少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)？為什么極少數(shù)α粒子被反彈回來？答案：絕大多數(shù)α粒子能夠穿過金箔而沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是因為原子內(nèi)絕大部分空間是空的，α粒子在穿過原子時，幾乎與原子核沒有相互作用，因此繼續(xù)前進(jìn)，沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，是因為這些α粒子在接近原子核時，與原子核發(fā)生了近距離的庫侖相互作用，導(dǎo)致α粒子受到強(qiáng)烈的庫侖斥力，從而發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)。極少數(shù)α粒子被反彈回來，是因為這些α粒子在非常接近原子核的情況下，與原子核發(fā)生了強(qiáng)烈的庫侖相互作用，導(dǎo)致α粒子受到極大的庫侖斥力，使得α粒子的運動方向發(fā)生了徹底的改變，從而被反彈回來。解析：盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個重要特點：原子核集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，而電子則分布在原子核周圍的空間中。實驗結(jié)果表明：原子內(nèi)部空間絕大多數(shù)是空的，α粒子在穿過原子時幾乎不受阻礙，因此絕大多數(shù)α粒子能夠穿過金箔而沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當(dāng)α粒子與原子核發(fā)生近距離的庫侖相互作用時，α粒子會受到強(qiáng)烈的庫侖斥力，導(dǎo)致其運動方向發(fā)生改變，從而發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。當(dāng)α粒子與原子核發(fā)生非常近距離的庫侖相互作用時，α粒子會受到極大的庫侖斥力，使得其運動方向發(fā)生徹底的改變，從而被反彈回來。這表明原子核的質(zhì)量和正電荷非常集中，且體積非常小。第二題題目：以下關(guān)于盧瑟福α粒子散射實驗的描述中，正確的是：A.α粒子散射實驗中，大部分α粒子穿過金箔后幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。B.α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射，這是因為它們與金原子核發(fā)生了碰撞。C.α粒子散射實驗中，所有α粒子都發(fā)生了散射，只是散射角度不同。D.α粒子散射實驗中，散射角度與α粒子的動能成正比。答案：B解析：在盧瑟福的α粒子散射實驗中，實驗結(jié)果顯示：大部分α粒子穿過金箔后幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這表明原子內(nèi)部大部分空間是空的，故選項A錯誤。少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射，這是因為它們與質(zhì)量非常大的原子核（即原子核）發(fā)生了近距離的碰撞，導(dǎo)致α粒子被強(qiáng)烈地彈回，這符合實驗結(jié)果，故選項B正確。不是所有α粒子都發(fā)生了散射，而是大部分沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，只有少數(shù)發(fā)生了大角度散射，故選項C錯誤。散射角度與α粒子的動能并沒有直接的正比關(guān)系，而是與α粒子的動能和原子核的庫侖斥力有關(guān)，故選項D錯誤。因此，正確答案是B。第三題題目：原子核式結(jié)構(gòu)模型提出后，科學(xué)家通過一系列實驗驗證了該模型的正確性。請根據(jù)以下實驗描述，回答以下問題：（1）實驗一：盧瑟福通過α粒子散射實驗，發(fā)現(xiàn)α粒子在經(jīng)過金箔時，大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子幾乎垂直于入射方向反彈回來。根據(jù)實驗結(jié)果，盧瑟福提出了什么結(jié)論？（2）實驗二：玻爾在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，提出了玻爾模型。該模型認(rèn)為，原子中的電子在核外只能處于某些特定的軌道上，這些軌道的半徑是量子化的。請解釋量子化半徑的含義，并說明這一觀點與經(jīng)典物理學(xué)有何不同？（3）實驗三：通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原子從較高能級躍遷到較低能級時，會釋放出一定頻率的光子。根據(jù)這一實驗結(jié)果，如何解釋原子能級量子化的現(xiàn)象？答案：（1）盧瑟福通過α粒子散射實驗得出結(jié)論：原子內(nèi)部有一個帶正電的核心——原子核，原子核體積很小，但質(zhì)量很大，幾乎集中了原子的全部質(zhì)量；原子核帶正電，電子帶負(fù)電，繞著原子核高速旋轉(zhuǎn)。（2）量子化半徑的含義：原子中的電子只能處于某些特定的軌道上，這些軌道的半徑是量子化的，即電子的軌道半徑只能取某些特定的值。與經(jīng)典物理學(xué)不同之處在于：經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為電子可以在任意軌道上運動，而玻爾模型認(rèn)為電子只能在特定的軌道上運動。（3）原子能級量子化的現(xiàn)象可以通過量子躍遷來解釋。當(dāng)原子從較高能級躍遷到較低能級時，會釋放出一定頻率的光子。這是因為電子在躍遷過程中，其能量發(fā)生了變化，根據(jù)能量守恒定律，這部分能量以光子的形式釋放出來。第四題下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的描述中，正確的是：A.原子核是由電子組