“四翼”检测评价（十） 原子的核式结构模型

“四翼”检测评价（十）原子的核式结构模型A组—重基础·体现综合1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是()A．电子的发现 B．中子的发现C．α粒子散射实验 D．光电效应实验解析：选C卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故C正确，A、B、D错误。2．关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．大多数α粒子发生大角度偏转B．α粒子发生偏转的原因是与电子发生碰撞C．穿过金箔过程中，远离金原子核的α粒子电势能减小D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子结构模型是正确的解析：选C因为原子核所占空间较小，所以极少数α粒子发生大角度偏转，故A错误；α粒子发生偏转的原因是原子核对它有斥力的作用，故B错误；远离金原子核的α粒子受到库仑力，库仑力做正功，它的电势能减小，故C正确；α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子结构模型(葡萄干面包模型)是错误的，如果按照葡萄干面包模型，不可能出现α粒子散射实验的结果，故D错误。3．α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是()A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用解析：选Dα粒子与原子核外电子的作用是很微弱的。由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是与原子核的库仑斥力，选项D对。4．(多选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有()A．原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部的质量B．正电荷在原子中是均匀分布的C．带负电的电子在核外运动D．原子中带正电的体积很小的部分就是原子核解析：选ACD卢瑟福的α粒子散射实验使卢瑟福惊奇的就是极少数α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，α粒子能接近原子核的机会很少，大多数α粒子都从核外的空间穿过，与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向几乎不会发生改变，故选项A、C、D正确，B错误。5.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α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，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，则该原子核所在的区域可能是()A．① B．②C．③ D．④解析：选A卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以原子核可能在①区域，故A正确，B、C、D错误。6．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()解析：选D卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，即α粒子散射实验，实验结果显示：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子的偏转角超过90°，有的几乎达到180°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，越靠近原子核，偏转角度越大。所以能正确反映该实验结果的是选项D。7．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是()A．原子是可再分的B．正电荷在原子内是均匀分布的C．原子中有带负电的电子，电子会对粒子有引力作用D．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上解析：选D阴极射线的发现，说明原子是可再分的，α粒子散射实验，并不能说明原子可再分，A错误；在α粒子散射实验中有极少数α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子与原子核均带正电，且原子核极小，α粒子能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，α粒子与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向基本不发生改变，只有少数α粒子十分接近原子核时，受到很大的库仑斥力的作用，库仑斥力使α粒子发生大角度偏转，故选项D正确，B、C错误。8．如图所示为1909年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验时的实验装置。(1)实验装置中α粒子源的作用是____________________________________________。(2)少数α粒子发生大角度散射的原因是_______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)α粒子源的作用：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子。(2)α粒子带正电荷，α粒子受原子中带正电荷的部分的排斥力发生了大角度散射。答案：(1)放射出高能的α粒子(2)受原子核中正电荷的斥力eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新9.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α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α粒子的作用，下面说法正确的是()A．α粒子受到斥力B．该原子核的位置可能在①区域C．根据α粒子散射实验可以估算原子大小D．α粒子在P、Q间的运动为匀速圆周运动解析：选A卢瑟福通过对α粒子散射实验的探究，提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，故A正确；结合α粒子受力的特点与轨迹的特点可知原子核可能在③区域，故B错误；根据α粒子散射实验可以估算原子核大小，故C错误；α粒子受到原子核的库仑力为斥力，所以α粒子不可能做匀速圆周运动，故D错误。10.卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到光屏上就会产生光斑。为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜。则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是()A．2、10、625、1205B．1202、1305、723、203C．1305、25、7、1D．1202、1010、723、203解析：选Cα粒子散射实验现象是绝大多数粒子穿过金箔后沿原来的方向前进，少数发生小角度偏转，极少数发生大角度偏转甚至原路返回，所以C正确，A、B、D错误。11.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是()A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大解析：选Cα粒子及原子核均带正电，故α粒子受到原子核的库仑斥力。α粒子从a到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b到c、电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，a、c两点电势差为零，则α粒子从a到c的过程中，电场力做的总功等于零，A、B错误，C正确；α粒子受到的库仑力F＝eq\f(kq1q2,r2)，b点离原子核最近，故α粒子在b点时受到的库仑力最大，加速度最大，所以加速度先增大后减小，D错误。12．在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回。假定一个速度为v的高速α粒子(24He)与金原子核(eq\o\al(197,79)Au)发生弹性正碰(碰撞前金原子核可认为是静止的)，则()A．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小B．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的C．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部D．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4∶197解析：选Dα粒子在靠近金原子核的过程中，需要克服电场力做功，电势能逐渐增大，A错误；α粒子散射实验说明了原子中占原子质量绝大部分的带正电物质集中在很小的空间内，不能说明原子核是由质子和中子组成的，B、C错误；当它们的距离最小时，二者速度相等，α粒子与金原子核的动量大小之比等于质量之比，为4∶197，D正确。13．英国科学家汤姆孙以及他所带领的一批学者对原子结构的研究奠定了近代物理学的基石，其中他对阴极射线粒子比荷测定的实验最为著名，实验装置如图甲所示。某学校的学生在实验室重做该实验，装置如图乙所示，在玻璃管内的阴极K发射的射线被加速后，沿直线到达画有正方形方格的荧光屏上。在上下正对的平行金属极板上加上电压，在板间形成电场强度为E的匀强电场，射线向上偏转；再给玻璃管前后的励磁线圈加上适当的电压，在线圈之间形成磁感应强度为B的匀强磁场，使射线沿直线运动，不发生偏转。之后再去掉平行板间的电压，射线向下偏转，打在屏上A点，如图丙所示。(不计射线的重力，匀强电场、匀强磁场范围限定在刻度“1”和“7”所在的竖直直线之间，且射线由刻度“1”所在位置进入该区域)。(1)求该射线进入场区时的初速度v；(2)已知正方形方格边长为d，求该射线粒子的比荷eq\f(q,m)；(3)求带电粒子在磁场中运动到A点的时间？解析：(1)射线被加速后在电场力和洛伦兹力的共同作用下做匀速直线运动，根据平衡条件得qE＝qvB，解得射线被加速后的速度为v＝eq\f(E,B)。(2)去掉金属板间电压后，粒子不再受到电场力，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，经过A点，设轨迹圆心为O，半径为r，如图所示。则有(4d)2＝r2－(r－2d)2，解得r＝5d，因为洛伦兹力提供向心力，则r＝eq\f(m