高中物理 第十八章 原子结构 第2课时 原子的核式结构模型同步课时检测 新人教版选修3-5

第十八章原子结构第二节原子的核式结构模型每课一练班别姓名学号1．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有()A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔，改用铝箔，就不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以2．关于α粒子散射实验的现象下列说法正确的是()A．全部α粒子穿过或发生很小的偏转B．全部α粒子发生较大偏转C．绝大多数α粒子穿过，只有少数的发生较大偏转，甚至极少数的被弹回D．绝大多数的发生偏转，甚至被弹回3.卢瑟福α粒子散射实验的结果()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4．（多选）用α粒子轰击金箔，α粒子在接近金原子核时发生偏转的情况如图所示，则α粒子的路径可能是()A．B．bC．cD．a、b、c都是不可能的5．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是() A．原子的正电荷和绝大部分质量都集中在一个很小的核上B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中6．（多选）如图所示，Q为金原子核，M、N为两个等势面，虚线为α粒子经过原子核附近的运动轨迹，关于α粒子，下列说法正确的是()A．α粒子从K到R的过程中动能逐渐增加B．α粒子从K到R的过程中动能逐渐减小C．α粒子从K到R的过程中动能先减小后增加D．α粒子从K到R的过程中电势能先增加后减小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．原子核的半径的数量级是10－10m8．卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为() A．α粒子与电子之间有相互排斥，但斥力很小，可忽略B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略9．卢瑟福通过______实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。

第2节原子的核式结构模型A组：合格性水平训练1．(α粒子散射实验)卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔,实验中发现α粒子( )A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过,只有少数发生较大偏转,有的甚至被弹回C．绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过D．全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,故A错误；α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°,故B正确,C、D错误。

2．(α粒子散射实验)(多选)关于α粒子散射实验的说法正确的是( )A．少数α粒子发生大角度偏转,是因为它碰到了原子中的电子B．α粒子在靠近原子核时,库仑斥力对它做负功,它的动能转化为电势能C．α粒子距离原子核最近时,加速度一定等于零,此时系统总能量最大D．卢瑟福根据α粒子散射实验现象,否定了汤姆孙的原子模型,提出原子核式结构模型答案BD解析由于电子质量远小于α粒子质量,因而大多数α粒子沿直线运动,A错误；α粒子距原子核最近时,加速度最大,电势能最大,总能量不变,C错误。

3．(α粒子散射实验)关于α粒子的散射实验解释有下列几种说法,其中错误的是( ) A．从α粒子的散射实验数据,可以估计出原子核的大小B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实,表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在C．统计散射到各个方向的α粒子所占的比例,可以推知原子中电荷的分布情况D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,表明原子中正电荷是均匀分布的答案 D解析明确α粒子散射实验现象的内容以及造成这种现象的原因,正确利用物体受力和运动的关系判断。

从α粒子的散射实验数据,可以估计出原子核的大小,A正确。

极少数α粒子发生大角度的散射的事实,表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在,B正确。

2 原子的核式结构模型课堂互动三点剖析一、α粒子散射实验图18-2-11.实验装置(1)整个实验必须在真空中进行.(2)金箔很薄，α粒子(42He)很容易穿过.2.实验结果：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，偏转的角度甚至大于90°.3.实验解释：α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，按照汤姆孙的枣糕模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变.但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来这一不可思议的现象.卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型.二、原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散射实验现象.按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转.各个击破【例1】在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( )A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子内是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子中的电子均匀地镶嵌在原子内解析：本题考查了考生对α粒子散射实验结果与原子的核式结构的关系的理解.原子的核式结构正是建立在α粒子散射实验结果的基础上，明白了这一点，本题的正确选项也就明了了.虽然C的说法没有错，但与题意不符.答案：A温馨提示：α粒子散射实验是物理学发展史上的一个重要实验，它的实验结果使人们关于物质结构的观念发生了根本性变化，从而否定了汤姆孙的原子结构模型，导致了卢瑟福核式结构模型的建立.类题演练卢瑟福的α粒子散射实验的结果( )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解析：该题要考查的是α粒子散射实验对人类认识原子结构的贡献.只要考生了解α粒子散射实验的结果及核式结构的建立过程，不难得出正确选项.α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核.在数年以后，卢瑟福发现核内存在质子，并预测核内存在中子.答案：C【例2】α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( )A.动能最小B.电势能最小C.α粒子与金原子组成的系统的能量最小D.所受原子核的斥力最大解析：该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点.α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增加，两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒.根据库仑定律，距离最近时，斥力最大.答案：AD温馨提示：本题综合性较强，考查了以前所学过的关于能量变化的知识.要注意掌握动能的改变只与合外力的总功有关；电势能的改变只与电场力做功有关.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第2节原子的核式结构模型1.α粒子散射实验结果：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°。

2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。

3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。

4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15 m。

一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。

汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。

汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了。

二、α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。

2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。

3．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。

(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。

5．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，建立了核式结构模型。

三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。

2．原子核的电荷与尺度1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内。

(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。

(×)(3)α粒子散射实验证实了汤姆孙的枣糕式原子模型。

2 原子的核式结构模型课后集训基础达标1.关于卢瑟福核式结构学说的内容，下列说法中正确的是( )A.原子是一个质量均匀分布的球体B.原子的质量几乎全部集中在原子核内C.原子的正电荷全部集中在一个很小的核内D.原子核的半径约为10-10 m解析：原子的核式结构：在原子中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.原子核的半径的数量级为10-15 m.答案：BC2.在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.核力解析：α粒子带正电，原子核带正电，α粒子发生大角度偏转，是由于受到了原子核的库仑力作用.答案：B3.卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )A.原子的中心有个核，叫原子核B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D.带负电的电子在核外绕着核旋转解析：1911年卢瑟福提出了一种新的原子结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电荷的外面运动.这种模型称为核式结构模型.答案：ACD4.对α粒子散射实验装置的描述正确的是( )A.主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔的厚薄对实验无影响C.如果改用铝箔就不能发生散射现象D.实验装置放在真空中解析：α粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜.该实验必须在真空中进行. 答案：AD综合运用5.如图18-2-2所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下的说法中正确的是( )图18-2-2A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度相同D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小解析：α粒子在穿过原子核附近时，受到原子核的库仑斥力，由A到B时速度减小，由B到C时速度增大，在B 处速度最小，A 、C 处在同一等势面上，α粒子在A 、C 处的速度大小相等，但方向不相同. 答案：D6.原子的直径约为10-10 m ，氢原子核的直径约为3×10-15 m ，若把氢原子放大，使核的直径为1 mm ，则电子离核的距离为多大? 解析：2211核原核原d d d d =，故 d 原2=3.3×104 mm=33 m ，r=16.5 m.答案：16.5 m7.α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍.如果α粒子以速度v 跟电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少?解析：根据动量守恒定律与机械能守恒定律：m αv α=m αv α′+m 电v 电′21m αv α2=21m αv α′2+21m 电v 电′2 ααααv m m m m v 电电+-='αααv m m m v 电电+='2， m α=7 300m 电，v α′=αv m m 电电73017299 Δv α=v α′-v α=v α-7301273017299=αv v α=2.74×10-4v α 即α粒子的速度只改变了原来的万分之三，几乎不变.答案：Δv α=2.74×10-4v α拓展探究8.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18-2-3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，下列说法中正确的是( )图18-2-3A.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：α粒子在运动过程中，受到原子核的库仑斥力的作用，电场力先做负功，动能减小，势能增大，再做正功，动能增大，势能减小.答案：C2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．一定质量的理想气体，从状态M 开始，经状态N 、Q 回到原状态M ，其p-V 图象如图所示，其中QM 平行于横轴，NQ 平行于纵轴．则（ ）A ．M→N 过程气体温度不变B ．N→Q 过程气体对外做功C ．N→Q 过程气体内能减小D ．Q→M 过程气体放出热量2．如图所示，一理想变压器原线圈匝数1500=n 匝，副线圈匝数2n 100=匝，原线圈中接一交变电源，交变电电压2202sin100(V)u t π=。

第2节原子的核式结构模型1．(对应要点一)(2011·上海高考)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( )图18－2－4解析：α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金箔，偏转的角度越大，所以A、B、C错误，D 正确。

答案：D2．(对应要点一)卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核较远的α粒子解析：原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，故B对，A错；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核较近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C对，D错。

答案：BC3．(对应要点二)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18－2－5中虚线表示原子核所形成的电场等势面，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，下列说法中正确的是( )A．电场力先做负功，后做正功，总功等于零图18－2－5 B．加速度先变小，后变大C．a、c两点的动能不相等D．动能与电势能的和不变解析：α粒子与原子核的力为库仑斥力，从a→b库仑力做负功，动能减少，电势能增加，从b→c库仑力做正功，动能增加，且a→b与b→c库仑力所做的总功为0，则a、c两点动能相等，因此A正确，C错。

因为只有电场力做功，故动能与电势能和不变，故D正确。

α粒子与原子核相距越近，库仑力越大，加速度越大，故从a→c加速度先增大后减小，B错。

答案：AD4．(对应要点二)已知电子质量为9.1×10－31 kg 、带电荷量为－1.6×10－19 C ，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m 时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流。

第十八章第二节原子的核式结构模型基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．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四个区域。

不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是( A )A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域解析：α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹。

2．在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是( B )A．正电荷在原子中是均匀分布的B．原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C．原子中存在带负电的电子D．原子核中有中子存在解析：α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，卢瑟福认为只有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区域，才有可能出现α粒子的大角度散射，选项B正确。

3．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型……如图所示，都采用了类比推理的方法，下列事实中，主要采用类比推理的是( C )A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波解析：质点的模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略的摆的等时性是通过自然现象发现的；库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律是用类比推理；托马斯·杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的。

4．α粒子散射实验中，当α粒子最靠近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( AD ) A ．动能最小 B ．势能最小C ．α粒子与金原子组成的系统的能量最小D ．所受原子核的斥力最大解析：该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点。

（全国通用版）2018-2019高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型课堂达标新人教版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国通用版）2018-2019高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型课堂达标新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第十八章第二节原子的核式结构模型1．（山东省潍坊市2017～2018学年高三模拟)图示是α粒子(氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。

图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是（ C )A．M点B．N点C．P点D．Q点解析:α粒子与重金属原子核之间的库仑力提供α粒子的加速度，方向沿α粒子与原子核的连线且指向α粒子，则四个选项中只有P点处的加速度方向符合实际，故C项正确.2．（北京市海淀区2018届高三下学期期末)下列说法正确的是( A ）A．爱因斯坦提出的光子假说，成功解释了光电效应现象B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等C．卢瑟福通过α粒子的散射实验发现了质子并预言了中子的存在D．汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型解析：1905年,爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象，故A正确；根据E k＝错误!,知动能相等，质量大动量大，由λ＝错误!得，电子的德布罗意波长较长，故B错误;汤姆逊通过阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，此实验不能说明原子核内存在质子，故C、D错误。

2019-2020年高中物理第十八章原子结构2原子的核式结构模型检测新人教版1.如图所示为α粒子散射实验装置，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实验事实的是( )A．1 305、25、7、1 B．202、405、625、825C．1 202、1 010、723、203 D．1 202、1 305、723、203解析：根据卢瑟福的α粒子散射实验结果可以知道，绝大多数没有发生偏转，少数粒子发生了小角度偏转，极个别发生了大角度偏转，所以才推得原子的组成，绝大部分质量集中在一个极小的核上．根据这个现象可以知道A正确．答案：A2．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．说明了质子的存在B．说明了原子核是由质子和中子组成的C．说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．说明了正电荷在原子核内均匀分布解析：α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核，它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，故应选C.答案：C3．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：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．答案：D4．关于α粒子的散射实验解释有下列几种说法，其中错误的是( )A．从α粒子的散射实验数据，可以估算出原子核的大小B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的解析：从α粒子的散射实验数据，可以估算出原子核的大小，A项正确．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在，B 项正确．由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C项正确．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D项错误．答案：DA级抓基础1．下列对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以解析：由对α粒子散射实验装置的描述可知A项正确．实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错．如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍然发生，C项错．空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对α粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错．答案：A2．(多选)α粒子散射实验结果表明( )A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上解析：在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变．所以本题正确选项为A、B、D.答案：ABD3．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( )A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子解析：α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的七千三百分之一，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一个尘埃一样，故正确选项是C.答案：C4．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力解析：金原子核和α粒子在距离很近时，产生较大的库仑力而使少数α粒子发生大角度偏转．答案：B5．下列图中，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是( )解析：α粒子离金核越远其斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D正确．答案：DB级提能力6．(多选)如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度的大小相同D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小解析：根据α粒子的运动轨迹曲线，可判定α粒子受到的是斥力，由A到B库仑力做负功，速度减小，故选项A、B错误，D正确．由于A、C两点位于同一等势面上，所以α粒子在A、C处的速度大小相同，C项正确．答案：CD7．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A ．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B ．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C ．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D ．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等解析：电子的质量很小，当和α粒子作用时，对α粒子运动的影响极其微小，A 正确．α粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的区域内，所以B 、C 正确，D 错误．答案：ABC8．若氢原子的核外电子绕核做半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω是多少？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I 是多少(已知电子的质量为m ，电荷量为e ，静电力常量用k 表示)?解析：电子绕核运动的向心力是库仑力，因为ke 2r 2＝m ω2r ，所以ω＝e rkmr；其运动周期为T ＝2πω＝2πremr k ，其等效电流I ＝e T ＝e 22πrk mr. 答案：e rk mr e 22πrkmr2019-2020年高中物理第十八章原子结构4玻尔的原子模型检测新人教版1．(多选)关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有( ) A ．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B ．它发展了卢瑟福的核式结构学说 C ．它完全抛弃了经典的电磁理论 D ．它引入了普朗克的量子理论解析：玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，故A 错误，B 正确；它的成功就在于引入了量子化理论，缺点是被过多的引入经典力学所困，故C错误，D正确．答案：BD2．(多选)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )A．核外电子受力变小B．原子的能量减少C．氢原子要吸收一定频率的光子D．氢原子要放出一定频率的光子解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出能量，故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径减小了，由库仑定律知它与原子核之间的库仑力增大了．故A、C错误，B、D正确．答案：BD3.(多选)如图所示给出了氢原子的6种可能的跃迁，则它们发出的光( )A．a的波长最长B．d的波长最长C．f比d的能量大D．a频率最小解析：能级差越大，对应的光子的能量越大，频率越大，波长越小．答案：ACD4.如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，则可能观测到氢原子发射的不同波长的光有( )A．15种B．10种C．4种D．1种解析：基态的氢原子的能级值为－13.6 eV，吸收13.06 eV的能量后变成－0.54 eV，原子跃迁到了第5能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子种类是n（n－1）2＝5×（5－1）2＝10(种)．答案：B5．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示．( )A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫解析：根据跃迁假设，发射光子的能量hν＝E m－E n.如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV的光子，由表格数据判断出它不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV，1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV的光属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV，12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV的光属于可见光.1.89 eV的光为红光，2.55 eV的光为蓝—靛光，选项A正确．答案：AA级抓基础1．(多选)关于玻尔理论，以下叙述正确的是( )A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量D．不论当原子处于何种定态时，原子都不向外辐射能量解析：据玻尔理论假设知选项A正确．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以选项B、C错，D正确．答案：AD2.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )解析：由ε＝h ν(ν为光的频率)得：波长λ＝cν，从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知光的频率最大，波长最短；从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a 、c 、b .故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C3.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E 1＝－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如图所示．在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A ．40.8 eVB ．43.2 eVC ．51.0 eVD ．54.4 eV解析：要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任两个能级的差值，40.8 eV 是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV 是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV 是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A 、C 、D 均可以，而B 项不满足条件，所以选B.答案：B4．(多选)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1、λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是( )A ．λ1＋λ2B ．λ1－λ2 C.λ1λ2λ1＋λ2D.λ1λ2λ1－λ2解析：氢原子在能级间跃迁时，发出的光子的能量与能级差相等．如果这三个相邻能级分别为1、2、3能级E 3＞E 2＞E 1，且能级差满足E 3－E 1＞E 2－E 1＞E 3－E 2，根据h cλ＝E 高－E 低可得可以产生的光子波长由小到大分别为：hcE 3－E 1、hcE 2－E 1、hcE 3－E 2；这三种波长满足两种关系1λ3＝1λ1＋1λ2和1λ3＝1λ2－1λ1，变形可知C 、D 是正确的． 答案：CDB 级 提能力5.如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E .处在n ＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有( )A ．两种B ．三种C ．四种D ．五种解析：一群氢原子从n ＝4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种不同频率的光．六种光子的能量依次为：n ＝4到n ＝3时：－0.85－(－1.51)＝0.66 eV ＜2.22 eV ，n ＝3到n ＝2时：－1.51－(－3.40)＝1.89 eV ＜2.22 eV ，n ＝2到n ＝1时：－3.40－(－13.60)＝10.2 eV ＞2.22 eV ， ……前两种不能从金属钾表面打出，故有四种，C 对． 答案：C6．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A ．吸收光子的能量为h ν1＋h ν2B ．辐射光子的能量为h ν1＋h ν2C ．吸收光子的能量为h ν2－h ν1D ．辐射光子的能量为h ν2－h ν1解析：画出可能的能级图(有两种情况)，再结合能量守恒定律进行筛选．由题意可知能级m 高于n ，k 高于m (紫光频率高于红光)，从m →n 有E m －E n ＝h ν1；①从n →k ，E n －E k ＝－h ν2.②由以上两式，从k →m ，E k －E m ＝h (ν2－ν1)且ν2＞ν1.由此判断只有D 是正确的．另外，此题可画出相应的能级图以帮助分析．答案：D 7．用频率为ν的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则( )A ．ν0<ν1B ．ν3＝ν2＋ν1C ．ν0＝ν1＋ν2＋ν3D.1 ν1＝1 ν2＋1ν3解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n ＝3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，h ν3＝h ν2＋h ν1，解得：ν3＝ν2＋ν1，选项B 正确．答案：B8．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n ＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV 的金属钠，下列说法中正确的是( )A ．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝2所发出的光波长最短B ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60 eVC ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11 eVD ．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n ＝3跃迁到n ＝1所发出的光频率最高解析：氢原子从高能级向低能级跃迁放出的能量ΔE ＝E n －E m ，从n ＝3跃迁到n ＝2放出的能量最小，由E ＝hcλ知，λ最长，A 错误．从n ＝3跃迁到n ＝1能级放出的能量最大，E＝E 3－E 1＝12.09 eV ，由光电效应方程12mv 2m ＝h ν－W 0，得12mv 2m ＝(12.09－2.49)eV ＝9.60 eV ，B 正确、C 错误．根据跃迁规律，能发出的频率数N ＝n （n －1）2＝3种，D 错误．答案：B9．现有一群处于n＝4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.则：(1)电子在n＝4的轨道上运动的动能是多少？(2)这群氢原子发出的光谱共有几条谱线？(3)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？解析：(1)电子在n＝4的轨道上运动的半径为r′＝16r.根据ke2r′2＝mv2r′，得E k＝12mv2＝ke22r′＝ke232r.(2)C2n＝C24＝6.这群氢原子发光的光谱共有6条．(3)从n＝4向n＝1跃迁，发出的光子频率最大．根据hν＝E1－E4＝E1－E116，代入数据，得ν＝3.1×1015 Hz.答案：(1)ke232r(2)6 (3)3.1×1015 Hz。

二、原子的核式结构模型1．下列叙述中，正确的是( )A．汤姆孙根据α粒子散射实验，提出了原子的枣糕式模型B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型C．汤姆孙最早发现了电子D．卢瑟福最早发现了电子2．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( ) A．原子中存在着带负电的电子B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D．原子是不可再分的3．如图所示是卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中可能正确的是( )4．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A．使α粒子产生偏转的主要力是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子5．卢瑟福α粒子散射实验的结果( )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．说明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上D．说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动6．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金核时（）A．α粒子动能最小B．α粒子受到的库仑力最大C．α粒子的电势能最大D．α粒子与金核有核力作用7．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则( )A．α粒子的动能和动量几乎没有损失B．α粒子损失了部分的动能和动量C．α粒子不会发生明显的偏转D．α粒子将发生较大角度的偏转8．原子的核式结构的实验基础是 ( )A．汤姆孙对电子荷质比的测定B．卢瑟福的α粒子散射实验C．居里夫妇发现放射性元素D．查德威克发现中子9．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子10．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )A．原子的中心有个核，叫做原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕着核旋转11．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电量为－1.6×10－19 C，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流强度．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。