高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册5.2 原子模型的提出同步测试题

5.2原子模型的提出基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献．下列叙述中符合物理学史实的是 (     )

A．安培在实验中首先发现电流的磁效应

B．法拉第发现了电磁感应现象

C．爱因斯坦通过对黑体辐射的研究引入了能量子

D．卢瑟福发现了电子，提出了原子的核式结构学说

2．下列说法正确的是（     ）

A．在光电效应现象中，金属的逸出功随入射光的频率增大而增大

B．原子核式结构模型是由卢瑟福在粒子散射实验基础上提出的

C．磁铁的周围存在磁场，说明磁场不一定是电荷运动产生的

D．当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，其所受洛伦兹力的方向与磁场方向也不垂直

3．以下关于物理学史和物理学方法叙述正确的是（    ）

A．物理学定义瞬时速度的概念应用了极限思想的方法

B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并通过实验进行了验证

C．康普顿效应说明光具有波动性

D．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核内部有复杂的结构

4．粒子散射实验中，使粒子散射的原因是（　　）

A．粒子与原子核外电子碰撞 B．粒子与原子核发生接触碰撞

C．粒子发生明显衍射 D．粒子与原子核的库仑斥力的作用

5．引力波也被称为“时空的涟漪”，是爱因斯坦根据广义相对论做出的预言之一。对于引力波概念的提出过程，我们大致可以这样理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会辐射电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力场，当物体加速运动时，会也辐射出引力波。在中学物理学习过程中，你认为可能用到与爱因斯坦上述思想方法类似的是（   ）

A．卢瑟福预言中子的存在

B．库仑预测两点电荷间的相互作用力与万有引力有相似的规律

C．法拉第猜想：电能生磁，磁也一定能生电

D．汤姆生发现电子后猜测原子中存在带正电的物质

6．关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是（　　）

A．原子是一个质量分布均匀的球体

B．原子的质量几乎全部集中在原子核内

C．原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内

D．原子核直径的数量级是

7．下列物理学史说法正确的是(　　)

A．安培提出了电磁感应定律

B．卢瑟福提出了原子的“枣糕”结构模型

C．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内

D．α粒子散射实验说明了原子正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

8．如图所示为粒子散射实验装置图，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中a、b、c、d四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合事实的是

A．1305、25、7、1

B．202、405、605、203

C．1202、1010、723、203

D．1202、1305、723、203

9．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是(　　)

A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的

B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论

C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性

D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论

10．关于近代物理，下列说法正确的是（　　）

A．根据α粒子散射实验数据可以估算原子核的半径大小

B．光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著

C．当入射光照射某金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比

D．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射因此肉眼看不到黑体

11．有关物理学史的描述，下列说法中正确的是（　　）

A．年轻的爱因斯坦最早认识到能量子的意义

B．法拉第发现了电磁感应现象，并得出了法拉第电磁感应定律

C．为了研究自由落体运动，伽利略建立了平均速度、加速度和力等概念

D．汤姆逊发现了电子，并提出了原子核式结构

12．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是（　　）

A．证明了质子的存在

B．证明了原子核是由质子和中子组成的

C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里

D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动

13．如图所示为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法不正确的是（　　）

A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多

B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多

C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光

D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

14．下列关于物理学史的史实中，正确的是（    ）

A．奥斯特最早发现了电磁感应规律

B．卢瑟福的α散射实验证明了原子核是由质子与中子组成的

C．库仑发现了点电荷间的相互作用规律

D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律

15．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②；原子核的半径是10-15 m，③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④金原子是一个球体其中正确的是（　　）

A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．①②③④

二、填空题（共3题）

16．α粒子散射实验：

（1）α粒子散射实验装置由______、______、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于______中。

（2）实验现象：

①______的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿______的方向前进；

②______α粒子发生了______偏转；偏转的角度甚至______，它们几乎被“撞了回来”。

（3）实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了______模型。

（4）核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。

17．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个______，______弥漫性地______在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。

18．判断下列说法的正误：

（1）汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转证明了阴极射线带正电；______

（2）电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值；______

（3）卢瑟福的核式结构模型认为原子中带正电的部分体积很小，电子在正电体外面运动；______

（4）原子核的电荷数等于核中的中子数。______

三、综合题（共4题）

19．卢瑟福是怎样提出原子核式结构模型的？

20．如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题：

（1）什么是α粒子？

（2）实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？

（3）实验现象如何？

（4）少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？

21．1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。

（1）人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？

（2）绝大多数原子核的质量数都大于其质子数，说明了什么问题？

22．粒子散射实验是让粒子射向金箔去碰撞金原子，结果发现：大部分粒子穿过金箔后不发生偏转，少数粒子发生偏转，有的偏转角很大。

（1）为什么有的粒子会发生大角度的偏转？

（2）已知金的原子序数为79，当粒子距金原子中心为时受到的库仑力多大？

参考答案

1．B

2．B

3．A

4．D

5．B

6．B

7．D

8．A

9．D

10．A

11．A

12．C

13．C

14．C

15．A

16．α粒子源    金箔    真空    绝大多数    原来    少数    大角度    大于90°    核式结构   

17．球体    正电荷    均匀分布   

18．（×）    （×）    （√）    （×）   

19．

1909年，英国物理学家卢瑟福为了检验汤姆生枣糕模型的正确性，指导他的助手盖革和马斯登设计了一个引人注目的实验——粒子散射实验。

实验表明，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子却发生了较大的偏转，有的粒子偏转角超过，极少数粒子甚至被反弹回来，粒子散射实验中的粒子大角度偏转出人意料，卢瑟福感到十分惊奇，他对实验结果进行计算分析，得出结论是：除非原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，粒子的大角度散射是不可能的，卢瑟福在这个实验的基础上，于1911年提出了他的原子核式结构模型。

20．

（1）α粒子（He）是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核．质量是电子质量的7300倍．

（2）①α粒子源：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带荧光屏的放大镜：观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光．

实验过程：α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．带有显微镜的荧光屏可以沿题图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目．

（3）α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.

（4）α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．

21．（1）说明质子是原子核的组成部分；（2）说明原子核中除了质子外还有其他粒子。

22．

（1）由于原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内，只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大的库仑力作用而发生大角度的偏转，但原子核在原子内只占非常小的空间，原子内绝大部分空间里分布的是电子，而粒子的质量远大于电子的质量，即电子对粒子的影响很小，所以绝大多数粒子离核很远，受到的库仑力小，基本上是按直线前进，只有极少数粒子离核较近，所受斥力较大而发生大角度偏转。

（2）金原子核所带的电荷量为

粒子所带的电荷量为

当时，根据库仑定律，可得粒子受到的库仑力大小为