2022年人教版選修性必修第3冊高中物理同步講義：原子的核式結構模型（解析版）

第16講原子的核式結構模型

0目標導航

課程標準課標解讀

1.知道陰極射線的組成，體會電子發(fā)現(xiàn)過程中所蘊含的

科學方法，知道電荷是量子化的。

了解人類探索原子及其結構的歷史。2.了解a粒子散射實驗現(xiàn)象以及盧瑟福原子核式結構模

知道原子的核式結構模型。

型的主要內(nèi)容。

3.知道原子和原子核大小的數(shù)量級，知道原子核的電荷

數(shù)。

冊"知識精講

知識點01電子的發(fā)現(xiàn)

1.陰極射線：陰極發(fā)出的一種射線.它能使對著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光。

2.湯姆孫的探究

根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負電(填“正電”或“負電”)的粒子流，并

求出了這種粒子的比荷.組成陰極射線的粒子被稱為電子。

3.密立根實驗：電子電荷的精確測定是由密立根通過著名的“油滴實驗”做出的.目前公認的電子電荷的

值為e=l.6Xl()fC(保留兩位有效數(shù)字)。

4.電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍。

5.電子的質(zhì)量me=9.1X10-ukg(保留兩位有效數(shù)字)，質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為睫=1836。

me

【知識拓展】

1.對陰極射線的認識

(1)對陰極射線本質(zhì)的認識一一兩種觀點

①電磁波說，代表人物一一赫茲，他認為這種射線是一種電磁輻射；

②粒子說，代表人物一一湯姆孫，他認為這種射線是一種帶電粒子流；

(2)陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法

①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點位置的變化和電場的情況確定陰極射

線的帶電性質(zhì)；

②方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場，根據(jù)熒光屏上亮點位置的變化和左手定則確定陰極射線的帶電

性質(zhì)。

(3)實驗結果：根據(jù)陰極射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж撾姟?/p>

2.電子發(fā)現(xiàn)的意義

(1)電子發(fā)現(xiàn)以前人們認為物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成，原子是不可再分的最小微粒；

(2)現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)了各種物質(zhì)里都有電子，而且電子是原子的組成部分；

(3)電子帶負電，而原子是電中性的，說明原子是可再分的。

【即學即練。電子的發(fā)現(xiàn)揭示了()

A,原子可再分B,原子具有核式結構

C.原子核可再分D.原子核由質(zhì)子和中子組成

【答案】A

【分析】電子的發(fā)現(xiàn)，不僅揭示了電的本質(zhì)，而且打破了幾千年來人們認為原子是不可再分的陳舊觀念，

證實原子也有其自身的構造，揭開了人類向原子進軍的第一幕，迎來了微觀粒子學(基本粒子物理學)的

春天；故選A。

【即學即練2】物理學史的學習是物理學習中很重要的一部分，下列關于物理學史敘述中正確的是

()

A.湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而證明了原子核可再分

B.盧瑟福通過對a粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，提出了原子的核式結構模型

C.愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了光電效應，并提出了光量子理論成功解釋了光電效應

D.玻爾首先把能量子引入物理學，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念

【答案】B

【分析】A.湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而證明了原子可再分，A錯誤；

B.盧瑟福通過對a粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，提出了原子的核式結構模型，B正確；

C.愛因斯坦提出了光量子理論成功解釋了光電效應，但不是愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了光電效應，C錯誤；

D.普朗克最早提出了量子化理論，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念。D錯誤。

故選Bo

知識點02原子的核式結構模型

1.湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分

布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”。

e

一一

2.a粒子散射實驗：

(l)a粒子散射實驗裝置由a粒子源、金箔、顯微鏡等幾部分組成，實驗時從a粒子源到熒光屏這段路程

應處于真空中。

(2)實驗現(xiàn)象

①絕大多數(shù)的a粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進；

②少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)；偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°,它們幾乎被“撞了回來”。

(3)實驗意義：盧瑟福通過a粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結構模型。

3.核式結構模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運動。

4.原子核的電荷與尺度

(1)原子核的電荷數(shù)：各種元素的原子核的電荷數(shù)，即原子內(nèi)的電子數(shù)，非常接近它們的原子序數(shù)，這說

明元素周期表中的各種元素是按原子中的電子數(shù)來排列的。

(2)原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的質(zhì)子數(shù)。

(3)原子核的大小：用核半徑描述核的大??；一般的原子核，實驗確定的核半徑的數(shù)量級為lOT'm,而整

個原子半徑的數(shù)量級是IO-"11b兩者相差十萬倍之多。

【知識拓展】

1.實驗現(xiàn)象的分析

(1)核外電子不會使a粒子的速度發(fā)生明顯改變；

(2)少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些a粒子在原子中的某個地方受到了質(zhì)量比它本

身大得多的物質(zhì)的作用.湯姆孫的原子模型不能解釋a粒子的大角度散射；

(3)絕大多數(shù)c粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的，原子的

正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在體積很小的核內(nèi)；

2.盧瑟福的原子核式結構模型

在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電

的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。

【即學即練3】引力波也被稱為“時空的漣漪”，是愛因斯坦根據(jù)廣義相對論做出的預言之一。對于引力波概

念的提出過程，我們大致可以這樣理解：麥克斯韋認為，電荷周圍有電場，當電荷加速運動時，會輻射電

磁波；愛因斯坦認為，物體周圍存在引力場，當物體加速運動時，會也輻射出引力波。在中學物理學習過

程中，你認為可能用到與愛因斯坦上述思想方法類似的是()

A.盧瑟福預言中子的存在

B.庫侖預測兩點電荷間的相互作用力與萬有引力有相似的規(guī)律

C.法拉第猜想：電能生磁，磁也一定能生電

D.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子后猜測原子中存在帶正電的物質(zhì)

【答案】B

【分析】根據(jù)相似的特點，把物體類比于電荷，引力波類比于電磁波，故采用類比法，而ABCD選項中只

有庫侖預測兩點電荷間的相互作用力與萬有引力有相似的規(guī)律采用類比法。

故選B。

【即學即練4】如圖是盧瑟福的a粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素車卜，它發(fā)出的

a粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點。下列說

法正確的是（）

a粒干源

金箱

A.該實驗證實了原子的棗糕模型的正確性

B.只有少數(shù)的a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

C.根據(jù)該實驗估算出原子核的半徑約為10一1。1!1

D.a粒子與金原子中的電子碰撞可能會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

【答案】B

【分析】AB.a粒子散射實驗的內(nèi)容是：絕大多數(shù)a粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)a粒子發(fā)生了較大的角度

偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過90。，有的甚至幾乎達到180。，被反彈回來），粒子散

射實驗現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結構模型的假設，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，故A錯誤B正

確；

C.通過a粒子散射實驗估算出原子核半徑數(shù)量級約為1045m,故C錯誤；

D.發(fā)生a粒子偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要是由于a粒子和金原子的原子核發(fā)生碰撞的結果，與電子碰撞時不會發(fā)生大

角度的偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。

故選Bo

u通話展

考法01電子的發(fā)現(xiàn)

【典例11關于a粒子散射實驗的下述說法中正確的是（）

A.實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電及全部質(zhì)量

B.實驗表明原子中心有一個較大的核，它占有原子體積的較大部分

C.在實驗中觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，仍沿原來方向前進，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少

數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90。，有的甚至被彈回接近180。

D.使a粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來自帶正電的核及核外電子，當a粒子接近核時是核的推斥力使a粒子發(fā)

生明顯偏轉(zhuǎn)，當a粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)

【答案】C

【分析】A.實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電，但不是全部質(zhì)量，故A錯誤；

BCD.a粒子散射實驗的內(nèi)容是：絕大多數(shù)a粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)a粒子發(fā)生了較大的角度偏轉(zhuǎn)；極

少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過90。，有的甚至幾乎達到180。，被反彈回來），使a粒子發(fā)生

明顯偏轉(zhuǎn)的力是來自帶正電的原子核，當a粒子接近核時是核的推斥力使a粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，當a粒子

接近電子時，由于電子質(zhì)量遠小于a粒子質(zhì)量，所以a粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；從絕大多數(shù)a粒子幾乎不發(fā)

生偏轉(zhuǎn)，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極??；故C正確，BD錯誤；

故選C。

考法02原子的核式結構模型

【典例2】關于原子模型及其建立過程敘述正確的是（）

A.陰極射線是電子，湯姆孫測出了電子的比荷，并精確測定了電子電量

B.湯姆孫認為原子是實心球體，電子均勻鑲嵌在實心球內(nèi)，正電荷也是呈點狀均勻鑲嵌在球體內(nèi)，而并非

彌漫性分布于球內(nèi)；該理論無法解釋a粒子散射現(xiàn)象，后被盧瑟福核式結構模型所取代。

C.a粒子散射實驗可以估測出原子核尺度數(shù)量級為1015m

D.盧瑟福根據(jù)a粒子散射實驗指出原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在一個很小的區(qū)域一原子核，電子

繞核做圓周運動，庫侖力提供向心力。

【答案】C

【分析】A.陰極射線是電子，湯姆孫測出了電子的比荷，但未精確測定了電子電量，A錯誤；

B.湯姆孫認為原子是實心球體，電子均勻鑲嵌在實心球內(nèi)，帶正電的物質(zhì)均勻分布在球體內(nèi)，B錯誤；

C.a粒子散射實驗，根據(jù)大角度偏轉(zhuǎn)a粒子數(shù)量百分比，可以估測出原子核尺度數(shù)量級為10」5m,C正確；

D.盧瑟福根據(jù)a粒子散射實驗指出原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的區(qū)域一原子核，

電子繞核運動，至于運動狀態(tài)沒有說明，D錯誤。

故選c。

fii分層提分

題組A基礎過關練

1.從a粒子散射實驗結果出發(fā)推出的結論有：①金原子內(nèi)部大部分都是空的；②；原子核的半徑是10-15m,

③湯姆孫的原子模型不符合原子結構的實際情況；④金原子是一個球體其中正確的是（）

A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④

【答案】A

【分析】從a粒子散射實驗結果出發(fā)推出的結論有：

①④大量a粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明金原子內(nèi)部大部分都是空的，故①正確，④錯誤；

②原子核的半徑是10」5m,故②正確；

③湯姆孫的棗糕模型不符合原子結構的實際情況，故③正確。

故選A。

2.a粒子散射實驗中，不考慮電子和a粒子的碰撞影響，是因為（）

A.a粒子與電子根本無相互作用

B.因為電子是均勻分布的，粒子受電子作用的合力為零

C.a粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計

D.電子很小，粒子碰撞不到電子

【答案】C

【分析】a粒子散射實驗中，不考慮電子和a粒子的碰撞影響，是因為電子的質(zhì)量只有a粒子質(zhì)量的短,

電子對a粒子速度的大小和方向的影響極小，所以a粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計，故C正

確。

故選C。

3.關于原子結構，下列說法正確的是（

A.原子中的原子核很小，核外很“空曠”B.原子核半徑的數(shù)量級是101°m

C.原子的全部電荷都集中在原子核里D.原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里

【答案】A

【分析】A.原子中的原子核很小，核外很“空曠”，A正確；

B.原子核半徑的數(shù)量級是lO^m,原子半徑的數(shù)量級是IO"。!!!，B錯誤；

CD.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核，核外電子帶負電且具有一定質(zhì)量，CD錯誤。

故選Ao

4.下列說法正確的是（）

A.法拉第經(jīng)過多年研究終于總結出了判斷感應電流方向的方法

B.密立根以精湛的技術測出了普朗克常數(shù)

C.盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)原子中包含有電子

D.湯姆孫通過實驗分析得出原子中心有一個很小的核

【答案】B

【分析】A.楞次經(jīng)過多年研究終于總結出了判斷感應電流方向的方法。故A錯誤；

B.密立根以精湛的技術測出了普朗克常數(shù)。故B正確；

C.湯姆孫通過實驗發(fā)現(xiàn)原子中包含有電子。故C錯誤；

D.盧瑟福通過實驗分析得出原子中心有一個很小的核。故D錯誤。

故選B。

5.關于陰極射線，下列說法正確的是（）

A.陰極射線就是稀薄氣體導電時的輝光放電現(xiàn)象

B.陰極射線是在真空管內(nèi)由正極放出的電子流

C.陰極射線管中的高電壓是為了使電子加速

D.陰極射線管中的高電壓是為了使電子偏轉(zhuǎn)，使實驗現(xiàn)象更明顯

【答案】C

【分析】AB.陰極射線是在真空管內(nèi)由負極放出的高速電子流，選項AB錯誤。

CD.陰極射線管中的高電壓是為了使電子加速，選項C正確，D錯誤。

故選C。

6.原子核式結構學說是盧瑟福根據(jù)以下哪個實驗或現(xiàn)象提出來的（）

A.光電效應現(xiàn)象B.氫原子光譜實驗

C.a粒子散射實驗D.湯姆孫研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)電子

【答案】C

【分析】原子的核式結構學說是盧瑟福通過a粒子散射實驗提出的，光電效應實驗說明光具有粒子性，氫

原子光譜實驗解釋了原子發(fā)光頻率為分立值，故C正確，ABD錯誤。

故選Co

7.如圖所示為盧瑟福和他的同事們做。粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的

4B、C、。四個位置.關于觀察到的現(xiàn)象，下列說法中正確的是

A.相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B.放在C位置時屏上觀察不到閃光

C.相同時間內(nèi)放在8位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)只比放在A位置時稍少些

D.放在。位置時屏上不能觀察到閃光

【答案】A

【分析】A.放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，說明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金

箔原子內(nèi)部很空曠，故A正確；

B.放在C位置時，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少。說明極少數(shù)射線發(fā)生較大偏折，可知原子內(nèi)部帶

正電的體積小且質(zhì)量大，故B錯誤；

C.放在2位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少，比A位置少得多，故C錯誤；

D.放在。位置時，屏上可以觀察到閃光，只不過極少。說明極少射線發(fā)生大角度的偏折，故D錯誤。

8.原子核式結構學說的主要內(nèi)容是

A.原子是組成物質(zhì)的最小微粒，是不可再分的

B.原子是一個球體，正電荷均勻分布在球內(nèi)

C.原子中心有一個很小的核，原子的全部正電荷都集中在核內(nèi)

D.原子中心有一個很小的核，原子的全部質(zhì)量都集中在核內(nèi)

【答案】C

【分析】盧瑟福原子的核式結構模型的內(nèi)容是：在原子中心有一個很小的核，叫做原子核；原子的全部正

電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里；帶負電的電子在核外不停地繞核運動。故C正確，ABD錯誤。

9.關于盧瑟福原子的核式結構模型的內(nèi)容，下述說法正確的是

A.原子是一個質(zhì)量分布均勻的球體

B.原子的質(zhì)量幾乎全部集中在很小的核內(nèi)

C.原子的全部正電荷都集中在原子核內(nèi)

D.原子是由中子和質(zhì)子組成的

【答案】B

【分析】盧瑟福原子的核式結構模型的內(nèi)容是：在原子中心有一個很小的核，叫做原子核；原子的全部正

電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里；帶負電的電子在核外不停地繞核運動。

A.原子的質(zhì)量分布不均勻，故A錯誤；

BC.原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里，故B正確，C錯誤；

D.原子核內(nèi)部的結構有質(zhì)子和中子組成，原子有原子核和核外電子組成，故D錯誤。

10.物理學家通過艱苦的實驗來探究自然的物理規(guī)律，為人類的科學做出了巨大貢獻.下列敘述中符合物

理學史實的是（）

A.安培在實驗中首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應

B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象

C.愛因斯坦通過對黑體輻射的研究引入了能量子

D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子的核式結構學說

【答案】B

【分析】A、奧斯特在實驗中首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應，A錯誤；B、電磁感應現(xiàn)象法拉第發(fā)現(xiàn)的，B正確；

C、普朗克通過對黑體輻射的研究引入了能量子，C錯誤；D、湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福提出了原子的核

式結構學說，D錯誤；故選B.

題組B能力提升練

1.物理學家對人類文明的發(fā)展做出了不朽的貢獻，下面有關說法正確的是（）

A.法拉第發(fā)現(xiàn)了“磁生電”的條件，并通過實驗首次捕捉電磁波

B.美國科學家富蘭克命名了正、負電荷，并通過實驗測得元電荷的電量

C.開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律，并最終得出萬有引力定律

D.伽利略通過邏輯推理指出前人對落體運動認識的問題，并得出輕重不同的物體下落同樣快的結論

【答案】D

【分析】A.法拉第發(fā)現(xiàn)了“磁生電”的條件，赫茲通過實驗證實了電磁波，故A錯誤；

B.國科學家富蘭克命名了正、負電荷，密立根通過實驗測得元電荷的電量，故B錯誤；

C.開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故C錯誤；

D.伽利略通過邏輯推理指出前人對落體運動認識的問題，并得出輕重不同的物體下落同樣快的結論，故D

正確。故選D。

2.a粒子散射實驗中，不考慮電子和a粒子的碰撞影響，是因為（）

A.a粒子與電子根本無相互作用

B.a粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的

C.a粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計

D.電子很小，a粒子碰撞不到電子

【答案】C

【分析】a粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有a粒子

質(zhì)量的表，碰撞時對a粒子的運動影響極小，幾乎不改變運動方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，

故C正確，ABD錯誤。

故選C。

3.分子運動是看不見、摸不著的，其運動特征不容易研究，但科學家可以通過布朗運動認識它，這種方法

叫做“轉(zhuǎn)換法”.下面給出的四個研究實例，其中采取的方法與上述研究分子運動的方法相同的是（）

A.牛頓通過對天體現(xiàn)象的研究，總結出萬有引力定律

B.密立根通過油滴實驗，測定了元電荷的電荷量

C.歐姆在研究電流與電壓、電阻關系時，先保持電阻不變研究電流與電壓的關系；然后再保持電壓不變研

究電流與電阻的關系

D.奧斯特通過放在通電直導線下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)得出通電導線的周圍存在磁場的結論

【答案】D

【分析】A.牛頓通過對天體運動的研究，根據(jù)開普勒定律、牛頓第二定律、第三定律，直接得出萬有弓力

定律，這種方法不是轉(zhuǎn)換法，故A錯誤；

B.密立根通過油滴實驗，測定了元電荷的電荷量沒有用到轉(zhuǎn)換法，故B錯誤；

C.歐姆在研究電流與電壓、電阻關系時，采用的控制變量法得到了歐姆定律，故C錯誤；

D.奧斯特通過放在通電直導線下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)小磁針的偏轉(zhuǎn)得出通電導線的周圍存在磁場的

結論，是一種轉(zhuǎn)換法，故D正確。

故選D。

4.對圖中的甲、乙、丙、丁圖，下列說法中正確的是（）

被檢測平面

丙T

A.圖甲中，盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

B.圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從協(xié)'

面射出

C.圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是

凸起的

D.圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時，光屏尸上的光亮度將發(fā)生變化,

此現(xiàn)象表明光是橫波

【答案】D

【分析】A.圖甲中，盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預言了中子的存在，后由學生

查德維克發(fā)現(xiàn)中子，A錯誤;

B.當入射角z?逐漸增大，折射角逐漸增大，由于折射角小于入射角，不論入射角如何增大，玻璃磚中的光

線不會消失，結合射向玻璃磚的光線和射出玻璃磚的光線為平行光線可知肯定有光線從協(xié)'面射出，B錯誤;

C.根據(jù)干涉產(chǎn)生的條件，同一級亮條紋上的光程差相等，可知彎曲的干涉條紋說明被檢測平面在此處是凹

陷的，c錯誤;

D.只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，D正確。

故選D。

5.下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法不正確的是（)

原子中的電子繞光電效應實驗

原子核高速運轉(zhuǎn)

電子束穿過鋁箔

后的衍射圖樣

A.原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時，運行軌道的半徑是任意的

B.光電效應實驗說明了光具有粒子性

C.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣證實了電子具有波動性

D.極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間

【答案】A

【分析】A.原子中的電子繞原子核高速運轉(zhuǎn)時，運行軌道的半徑是量子化的，只能是某些特定值，A錯誤;

B.光電效應實驗說明了光具有粒子性，B正確；

C.衍射是波的特性，電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣證實了電子具有波動性，C正確；

D.極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量和正電荷主要集中在很小的核上，否則不可能發(fā)生大角

度偏轉(zhuǎn)，D正確。

本題選錯誤的，故選A。

6.關于原子結構理論和。粒子散射實驗，描述不正確的是（）

A.盧瑟福做。粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)。粒子仍沿著原來的方向前進，說明原子內(nèi)部很空曠

B.盧瑟福做a粒子散射實驗少數(shù)a粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極個別a粒子甚至被反彈回來，說明圓周內(nèi)部

有一個質(zhì)量很大體積很小的帶正電的核心

C.盧瑟福依據(jù)a粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式結構”理論

D.盧瑟福做。粒子散射實驗目的是為了推翻湯姆生的原子“棗糕式”結構

【答案】D

【分析】A.盧瑟福做。粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)a粒子仍沿著原來的方向前進，說明a粒子未受到原子

核明顯的力的作用，也說明原子核相對原子來講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的，A選項不合題意，故A

錯誤；

B.盧瑟福做。粒子散射實驗，絕大多數(shù)。粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)。粒子發(fā)生了較

大的偏轉(zhuǎn)，極個別a粒子甚至被反彈回來，說明圓周內(nèi)部有一個質(zhì)量很大體積很小的帶正電的核心，B選項

不合題意，故B錯誤；

C.盧瑟福依據(jù)。粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式結構”理論，解釋了a粒子散射實驗的現(xiàn)象，C選

項不合題意，故c錯誤；

D.盧瑟福設計的。粒子散射實驗是為了探究原子內(nèi)電荷的分布，并非為了推翻湯姆生的原子“棗糕式”結構,

D選項符合題意，故D正確。

故選D。

7.在a粒子散射實驗中，某一a粒子經(jīng)過某一原子核附近時的運動軌跡如圖中實線所示。圖中P、。為軌

跡上的點，虛線是過P、。兩點并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為五個區(qū)域。不考慮其他原子

核對該a粒子的作用，那么關于該原子核的位置，下列說法中正確的是（）

A.可能在①區(qū)域B.一定在②區(qū)域

C.可能在③、④區(qū)域D.一定在⑤區(qū)域

【答案】B

【分析】a粒子帶正電，原子核也帶正電，對靠近它的a粒子產(chǎn)生斥力，由a粒子運動軌跡的彎曲方向可知

排斥力向下，故原子核一定在②區(qū)域，故B正確，ACD錯誤。

故選B。

8.關于a粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，下列說法正確的有（）

A.絕大多數(shù)a粒子沿原方向運動，說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布，使a粒子受力平衡的結果

B.絕大多數(shù)a粒子沿原方向運動，說明這些a粒子未受到明顯的力的作用，說明原子內(nèi)大部分空間是均勻

的

C.極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比a粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小

D.極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)的電子對a粒子的吸引力很大

【答案】C

【分析】AB.a粒子散射實驗的內(nèi)容是：絕大多數(shù)a粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)a粒子發(fā)生了較大的角度

偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過90。，有的甚至幾乎達到180。，被反彈回來），從絕

大多數(shù)a粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，所以帶正電的物質(zhì)只占整個原

子的很小空間，并不是正電荷均勻分布在原子核內(nèi)，故AB錯誤；

CD.極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要是由于a粒子和原子核發(fā)生碰撞的結果，是因為金原子核很

小且質(zhì)量和電荷量遠大于a粒子的質(zhì)量和電荷量，a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，是由于原子核對a粒子的排斥力

很大，故C正確，D錯誤。

故選C。

9.盧瑟福通過a粒子散射實驗，判斷出原子的中心有?個很小的核，并由此提出了原子的核式結構.如圖

所示的平面示意圖中，①、②兩條實線表示a粒子運動的軌跡，則沿③所示方向射向原子核的a粒子可能

的運動軌跡為虛線中的

,A

D

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【分析】盧瑟福通過a粒子散射并由此提出了原子的核式結構模型，正電荷全部集中在原子核內(nèi)，a粒子帶

正電，同種電荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的a粒子可能的運動軌跡為A；故選A.

10.下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法不正確的是（）

A.圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一

B.圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的

C.圖丙：盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結果，提出了原子的核式結構模型

D.圖?。焊鶕?jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性

【答案】D

【分析】A.普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一，故A正確;

B.玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的，故B正確；

C.盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結果，提出了原子的核式結構模型，故C正確；

D.根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明電子具有波動性，故D錯誤。

本題選不正確項，故選D。

題組C培優(yōu)拔尖練

1.如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是（）

A.若在。八r>2之間不加電場和磁場，則陰極射線應打到最右端的P/點

B.若在。八之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉(zhuǎn)

c.若在。/、》之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉(zhuǎn)

D.若在。八之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線向上偏轉(zhuǎn)

【答案】AC

【分析】BC.實驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項C正確,

選項B的說法錯誤；

D.加上垂直紙面向里的磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力作用，要向下偏轉(zhuǎn)，因而選項D錯誤；

A.當不加電場和磁場時，電子所受的重力可以忽略不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A的說法正確。

故選AC?

2.下圖中四幅圖片涉及物理學史，下列說法正確的是（）

A.亞里士多德根據(jù)理想斜面實驗，提出了力不是維持物體運動的原因

B.牛頓通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律

C.盧瑟福用a粒子轟擊金箔的實驗，提出了原子核式結構學說

D.庫侖通過靜電力扭秤實驗研究，發(fā)現(xiàn)了庫侖定律

【答案】CD

【分析】A.伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因，A錯誤；

B.紐曼和韋伯通過實驗研究，總結出法拉第電磁感應定律，B錯誤；

C.盧瑟福用&粒子轟擊金箔的實驗，提出了原子核式結構學說，C正確；

D.庫侖通過靜電力扭秤實驗研究，發(fā)現(xiàn)了庫侖定律，D正確。

故選CD?

3.如圖為a粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡在圖中的A、B、C、。四個位置時，關于觀察到

的現(xiàn)象，下述說法正確的是（）

A.相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B.相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時少得多

C.放在C、。位置時屏上觀察不到閃光

D.放在。位置時屏上看不到閃光

【答案】AB

【分析】根據(jù)a粒子散射實驗結果：絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本上沿原方向前進，少數(shù)a粒子發(fā)生

大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏角超過90。，個別的被彈回。

A.因為絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本上沿原方向前進，所以在A位置觀察到的閃光次數(shù)最多，A正

確；

B.因為少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，所以相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置

時少得多，B正確；

CD.因為極少數(shù)偏角超過90。，個別的被彈回，所以放在C、D位置時屏上都能觀察到閃光，但次數(shù)極少,

CD錯誤；

故選ABo

4.以下說法正確的是（）

A.電子的發(fā)現(xiàn)證實了原子核具有復雜的結構

B.電子的發(fā)現(xiàn)說明原子不是組成物質(zhì)的最小單位，原子也是可分的

C.a粒子散射實驗證實了原子核由質(zhì)子和中子組成

D.a粒子散射實驗說明了原子帶正電的部分占的體積很小

【答案】BD

【分析】AB.電子的發(fā)現(xiàn)說明原子是可分的，原子有較復雜的結構，故A錯誤，B正確；

CD.a粒子散射實驗證明了原子的核式結構，不能說明原子核的組成情況，故C錯誤，D正確。

故選BD。

5.在物理學的發(fā)展過程中，許多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進步，下列表述符合物理學史的是

()

A.普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量的量子化理論

B.愛因斯坦為了解釋光電效應規(guī)律，提出了光子說

C.光的波粒二象性學說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說

D.密立根油滴實驗說明原子核內(nèi)部是有結構的

E.盧瑟福通過對a粒子散射實驗的研究提出了原子的核式結構模型

【答案】ABE

【分析】A.普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量的量子化理論，認為能量是一份一份的，才

能解釋黑體輻射現(xiàn)象，A正確；

B.為了解釋光電效應，愛因斯坦在黑體輻射能量量子化基礎上，提出了光子說，B正確；

C.光的波粒二象性學說，認為光既具有粒子性，同時具有波動性，而且認為光就是電磁波，C錯誤；

D.密立根油滴實驗測出電子的電荷量e的值，D錯誤；

E.盧瑟福通過對。粒子散射實驗現(xiàn)象的研究，提出了原子的核式結構模型，E正確。

故選ABEo

6.(1)如圖是盧瑟福的a粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素針，它發(fā)出的a粒子從

鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點。下列說法正確

的是;

a粒子源

金箔

A.絕大多數(shù)的a粒子會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

B.a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是與原子中的電子碰撞造成的

C.絕大多數(shù)的a粒子仍沿原來的方向前進

D.極少數(shù)。粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚至幾乎原路返回

(2)該實驗是盧瑟福建立_____模型的重要依據(jù)，否認了湯姆孫的模型。

【答案】CD核式結構棗糕(葡萄干蛋糕、西瓜)

【分析】(1)[1]AC.絕大多數(shù)的。粒子仍沿原來的方向前進，A錯誤，C正確；

B.a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是與原子核之間的距離較近，同種電荷之間體現(xiàn)庫侖力，相互排斥，B錯誤；

D.極少數(shù)a粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，甚至幾乎原路返回，原因是a粒子與原子核發(fā)生碰撞造成的，D正確。

故選CD?

(2)⑵該實驗是盧瑟福建立核式結構模型的重要依據(jù)。

[3]否認了湯姆孫的棗糕模型(或葡萄干蛋糕模型、或西瓜模型)。

7.如圖所示，是20世紀初偉大的物理學家盧瑟福在研究物質(zhì)結構時的實驗裝置，請根據(jù)物理學史的知識

完成下題：

C

(1)盧瑟福用這個實驗裝置發(fā)現(xiàn)了；

(2)圖中的放射源發(fā)出的是粒子；

(3)圖中的金箔是____層分子膜(填單或多)；

(4)如圖位置的四個顯微鏡中，閃光頻率最高的是—顯微鏡；

(5)除上述實驗成就外，盧瑟福還發(fā)現(xiàn)了的存在；(填電子、質(zhì)子、中子中的一項)

(6)最終盧瑟福諾貝爾獎(填是否獲得了)。

【答案】核式結構模型。粒子單A質(zhì)子獲得了

【分析】(1)口]該圖顯示的是盧瑟福的a粒子散射實驗，該實驗的結果推翻了原有的原子“棗糕狀”模型概念,

盧瑟福在其實驗現(xiàn)象的基礎上提出了“核式結構”的原子模型觀點。

(2)⑵該圖顯示的是盧瑟福的a粒子散射實驗，因此放射源發(fā)出的是a粒子。

(3)[3]選擇單層分子膜的金箔是為了盡量保證a粒子只與一個金箔原子發(fā)生碰撞。

(4)[4]放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，說明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金箔原子

內(nèi)部很空曠，因此A位置的顯微鏡閃光頻率最高。

(5)[5]1919年，盧瑟福做了用。粒子轟擊氮原子核的實驗，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的存在。

⑹⑹盧瑟福于1908年獲得諾貝爾化學獎。

8.在湯姆孫測量陰極射線比荷的實驗中，采用了如圖所示的陰極射線管，從K出來的陰極射線經(jīng)過電場加

速后，水平射入長度為乙的。、G平行板間，接著在熒光屏P中心出現(xiàn)熒光斑，若在。、G間加上方向向下,

場強為E的勻強電場，陰極射線將向上偏轉(zhuǎn)；如果在。、G電場區(qū)再加上一垂直紙面的磁感應強度為B的

勻強磁場(圖中未畫)，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為凡

試解決下列問題：

(1)說明陰極射線的電性；

(2)說明圖中磁場沿什么方向；

(3)根據(jù)￡、E、B和凡求出陰極射線的比荷.

【答案】(1)負電(2)垂直紙面向里(3)三手

【分析】(1)由于陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，因此所受電場力方向向上，又由于勻強電場方向向下，電場力的方向

與電場方向相反，所以陰極射線帶負電.

(2)由于所加磁場使陰極射線受到向下的洛倫茲力，由左手定則得磁場的方向垂直紙面向里.

(3)設此射線中的粒子帶電荷量為分質(zhì)量為加，當射線在。G間做勻速直線運動時，有

qE=Bqv