人教版高中物理精講精練-選擇性必修34.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型 解析版

4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型

【知識歸納】

考點一：電子的發(fā)現(xiàn)

考點二：α粒子散射實驗及其解釋

考點三：原子的核式結(jié)構(gòu)模型

考點四：原子核的電荷與尺度

【考點歸納】

知識點一、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＝1.6×10－19_C(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．

－31mp

5．電子的質(zhì)量me＝9.1×10kg(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＝1_836.

me

技巧歸納：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(jié)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撾姡?/p>

2．帶電粒子比荷的測定

(1)讓帶電粒子通過相互垂直的勻強電場和勻強磁場，如圖所示，使其做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，即

E

F洛＝F電(Bqv＝qE)，得到粒子的運動速度v＝.

B

v2

(2)撤去電場，如圖所示，保留磁場，讓粒子在勻強磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv＝m，根

r

據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識求出其半徑r.

qE

(3)由以上兩式確定粒子的比荷表達式：＝.

mB2r

知識點二、原子的核式結(jié)構(gòu)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”，如圖

知識點三．α粒子散射實驗：

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

處于真空中．

(2)實驗現(xiàn)象

①絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進；

②少數(shù)α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α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型．

3．核式結(jié)構(gòu)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．

三、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?。河煤税霃矫枋龊说拇笮。话愕脑雍?，實驗確定的核半徑的數(shù)量級為10－15m，而整個

原子半徑的數(shù)量級是10－10m，兩者相差十萬倍之多．

二：考點題型歸納

題型一：電子的發(fā)現(xiàn)

1．（20-21高二下·吉林長春）關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是（）

A．湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是可以再分的

B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的

C．電子質(zhì)量與電荷量的比值稱為電子的比荷

D．電子電荷的精確測定最早是由密立根通過著名的“油滴實驗”實現(xiàn)的

【答案】D

【詳解】A．湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子是可以再分的，A錯誤；

B．原子的核式結(jié)構(gòu)是盧瑟福通過α粒子的散射實驗才提出的，B錯誤；

C．電子的電荷量與質(zhì)量的比值稱為電子的比荷，C錯誤；

D．電子電荷的精確測定最早是由密立根通過著名的“油滴實驗”實現(xiàn)的，D正確。

故選D。

2．（19-20高二下·浙江杭州·階段練習(xí)）下列關(guān)于電子的說法錯誤的是（）

A．發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開始的

B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)中發(fā)出的電子比荷是不同的

C．電子發(fā)現(xiàn)的意義是讓人們認識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

D．電子是帶負電的，可以在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)

【答案】B

【詳解】A．湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，選項A正確

B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)不同物質(zhì)發(fā)出的陰極射線的粒子比荷相同，這種粒子即電子，選項B錯誤；

C．湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子，使人們認識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項C正

確；

D．電子是帶負電的，可以在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)，選項D正確。

本題選錯誤的，故選B。

3．（19-20高三上·全國·課后作業(yè)）英國物理學(xué)家J.J.湯姆孫通過對陰極射線的實驗研究，發(fā)現(xiàn)（）

A．陰極射線在電場中偏向正極板一側(cè)

B．陰極射線在磁場中受力情況跟正電荷受力情況相同

C．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同

D．J.J.湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量

【答案】A

【詳解】A．陰極射線實質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場中偏向正極板一側(cè)，A正確；

B．陰極射線帶負電，所以其在磁場中受力情況與正電荷受力情況不相同，B錯誤；

C．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C錯誤；

D．J.J.湯姆孫直接測到了陰極射線粒子的電荷量，盡管測量不很準(zhǔn)確，但足以證明這種粒子電荷量的大小

與氫離子大致相同，這就表明他當(dāng)初的猜測是正確的。后來，組成陰極射線的粒子被稱為電子，D錯誤。

故選A。

題型二：α粒子散射實驗及其解釋

4．（22-23高二下·陜西咸陽·階段練習(xí)）1909年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手蓋革、馬斯登一起進行了

著名的“粒子散射實驗”，實驗中大量的粒子穿過金箔前后的運動軌跡如圖所示。盧瑟福通過對實驗結(jié)果

的分析和研究，于1911年建立了原子的核式結(jié)構(gòu)。下列描述中，正確的是（）

A．絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，都發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)

B．少數(shù)粒子穿過金箔后，基本上沿原來方向前進

C．該實驗證實了湯姆生原子模型的正確性

D．通過粒子散射實驗，估計出原子核半徑的數(shù)量級為1015m

【答案】D

【詳解】AB．盧瑟?！傲Ｗ由⑸鋵嶒灐苯Y(jié)果表明，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)，并有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至幾乎達到180°而被反彈回來，故

AB錯誤；

C．通過粒子散射實驗，盧瑟福否定了湯姆生原子模型，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯誤；

D．通過粒子散射實驗，盧瑟福確定了原子核半徑的數(shù)量級為1015m，故D正確。

故選D。

5．（22-23高二下·山東威?！て谀│亮Ｗ由⑸鋵嶒灡辉u為世界十大經(jīng)典物理實驗之一，此實驗開創(chuàng)了原子結(jié)

構(gòu)研究的先河，為建立現(xiàn)代原子核理論打下了基礎(chǔ)，關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．湯姆生根據(jù)α粒子散射實驗，提出了原子核的核式結(jié)構(gòu)

B．該實驗需要在真空環(huán)境下才能完成

C．該實驗表明α粒子大角度偏轉(zhuǎn)可能是與電子直接碰撞造成的

D．在其他條件相同情況下，只改變金箔的厚度，對實驗結(jié)果沒有影響

【答案】B

【詳解】A．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，提出了原子核的核式結(jié)構(gòu)，故A錯誤；

B．α粒子轟擊金箔的實驗需要在真空條件下完成，避免α粒子和空氣中的原子碰撞影響實驗結(jié)果，故B正確；

C．α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，故C錯誤；

D．在相同的條件下，改變金箔的厚度對實驗結(jié)果有影響，故D錯誤。

故選B。

6．（22-23高二下·北京大興·期末）在如圖所示的α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是

（）

A．原子中帶正電的部分和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上

B．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中

C．α粒子與原子中的電子發(fā)生碰撞

D．正電荷在原子中均勻分布

【答案】A

【詳解】當(dāng)α粒子穿過原子時，電子對粒子影響很小，影響α粒子運動的主要是原子核，離核遠則粒子受到

的庫侖斥力很小，運動方向改變小，只有當(dāng)α粒子與核十分接近時，才會受到很大庫侖斥力，而原子核很小，

所以粒子接近它的機會就很少，所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進，盧瑟福

提出了原子核式結(jié)構(gòu)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。

故選A。

題型三：原子的核式結(jié)構(gòu)模型

7．（22-23高二下·河南南陽·期末）α粒子散射可以用來估算核半徑。對于一般的原子核，實驗確定的核半徑

的數(shù)量級為1015m，而整個原子半徑的數(shù)量級是1010m，兩者相差十萬倍之多?？梢娫觾?nèi)部是十分“空曠”

的。如果把原子放大為直徑是100m的球，原子核的大小相當(dāng)于下列哪個物體（）

A．一粒小米B．一粒葡萄C．一個乒乓球D．一個籃球

【答案】A

【詳解】由題意可知原子的半徑是原子核半徑的105倍，如果把原子放大為直徑是100m的球，同比放大后

原子核的半徑為

100

r103m1mm

105

相當(dāng)于一粒小米的大小。

故選A。

8．（21-22高二下·湖南益陽·期末）粒子散射實驗被評為世界十大經(jīng)典物理實驗之一，此實驗開創(chuàng)了原子

結(jié)構(gòu)研究的先河，關(guān)于粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．該實驗的數(shù)據(jù)支持了原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”

B．粒子散射實驗，證明了原子核是可以再分的

C．該實驗選用金的原因之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔

D．該實驗表明原子中心有一個體積極大的核，它占有原子體積的極大部分

【答案】C

【詳解】A．湯姆遜關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”不能解釋盧瑟福的粒子散射實驗中的大角度偏轉(zhuǎn)問題，該

實驗說明了湯姆孫西瓜模型是錯誤的，故A錯誤；

B．盧瑟福的粒子散射實驗，證明了原子是可以再分的，故B錯誤；

C．該實驗選用金的原因之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔，故C正確；

D．從絕大多數(shù)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，實驗表明：原子中心

有一個極小的核，它占有原子體積的極小部分，故D錯誤。

故選C。

9．（2022高三·全國·專題練習(xí)）如圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元

素釙，它發(fā)出的α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．該實驗證實了原子棗糕模型的正確性

B．只有少數(shù)的α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直徑約為1010m

D．α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

【詳解】A．根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了J.J.湯姆孫的

原子棗糕模型，A錯誤；

B．α粒子散射實驗的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少

數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90，B正確；

C．根據(jù)該實驗估算出原子核的直徑的數(shù)量級為1015m，C錯誤；

D．電子質(zhì)量遠小于α粒子質(zhì)量，α粒子與電子碰撞時不會發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，D錯誤。

故選B。

題型四：原子核的電荷與尺度

10．（20-21高二下·吉林長春·期中）關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，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10-10m

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

【詳解】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10-15m，原子半徑的數(shù)量級是10-10m，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A。

11．（19-20高二·全國·課時練習(xí)）下列對原子結(jié)構(gòu)的認識中，錯誤的是（）

A．原子中絕大部分是空的，原子核很小B．電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)，向心力為庫侖力

C．原子的全部正電荷都集中在原子核里D．原子核的直徑大約為1010m

【答案】D

【詳解】BC．原子由位于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構(gòu)成，電子在核外繞核高速旋轉(zhuǎn)，

庫侖力提供向心力，故BC正確，不符合題意；

AD．根據(jù)α粒子散射實驗知原子核半徑數(shù)量級為10?15m，而原子半徑的數(shù)量級為10?10m，原子是原子核直

徑的十萬倍，所以原子內(nèi)部是十分“空曠”的；故A正確，不符合題意；D錯誤，符合題意。

本題選錯誤的，故選D。

12．（20-21高二下·甘肅張掖·期中）如圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射

性元素釙，它發(fā)出的α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．該實驗證實了原子的棗糕模型的正確性

B．只有少數(shù)的α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10－10m

D．α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

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

轉(zhuǎn)；極少數(shù)α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(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，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α粒子散射實驗估算出原子核半徑數(shù)量級約為10-15m，故C錯誤；

D．發(fā)生α粒子偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要是由于α粒子和金原子的原子核發(fā)生碰撞的結(jié)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B。

【課堂過關(guān)精練】

一、單選題

13．（23-24高二下·江蘇淮安·期中）通過對下列哪個實驗現(xiàn)象的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型（）

A．光電效應(yīng)B．黑體輻射實驗

C．粒子散射實驗D．康普頓效應(yīng)

【答案】C

【詳解】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(jié)構(gòu)模型。

故選C。

14．（22-23高二下·甘肅白銀·期末）盧瑟福通過對α粒子散射實驗的結(jié)果分析，提出的理論是（）

A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．電子是原子的組成部分

C．原子核由質(zhì)子和中子組成D．原子核是由質(zhì)子和中子組成

【答案】A

【詳解】α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象棗糕模型不能夠解釋，盧瑟福通過

對α粒子散射實驗的結(jié)果分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

故選A。

15．（22-23高二下·北京通州·期末）根據(jù)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋粒子散射實驗，使極少數(shù)

粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是（）

A．原子核對粒子的萬有引力B．原子核對粒子的庫侖斥力

C．核外電子對粒子的萬有引力D．核外電子對粒子的庫侖斥力

【答案】B

【詳解】微觀粒子間的萬有引力遠遠小于庫侖力；所以使極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力不是原子

核對粒子的萬有引力，也不是核外電子對粒子的萬有引力；粒子和電子接近時，它們之間就有庫侖

引力作用，但由于電子的質(zhì)量只有α粒子質(zhì)量的七千三百分之一，粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個灰

塵碰撞一樣，粒子的運動方向幾乎不改變，所以使極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對粒

子的庫侖斥力，當(dāng)粒子與原子核距離較近時，之間的庫侖斥力很大，使得粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。

故選B。

16．（22-23高二下·福建廈門·期末）人類在研究材料、光、原子結(jié)構(gòu)及核能利用等方面經(jīng)歷了漫長的過程，

我國在相關(guān)研究領(lǐng)域雖然起步較晚，但是近年對核能的開發(fā)與利用卻走在了世界的前列，有關(guān)原子的相關(guān)

知識，下列正確的是（）

A．單晶體中原子（或分子、離子）的排列具有空間周期性，所以在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性

B．盧瑟福最先發(fā)現(xiàn)電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說

C．原子核發(fā)生衰變時，產(chǎn)生的射線本質(zhì)是高速電子流，因核內(nèi)沒有電子，所以射線是核外電子

逸出原子形成的

D．貝可勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的

【答案】A

【詳解】A．單晶體中原子（或分子、離子）的排列具有空間周期性，所以在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，

A正確；

B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B錯誤；

C．β射線是高速電子流，來自原子核內(nèi)部中子的轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和中子，C錯誤；

D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但并沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子，D錯誤。

故選A。

17．（22-23高二下·四川綿陽·期末）關(guān)于盧瑟福粒子散射實驗現(xiàn)象及分析，下列說法正確的是（）

A．原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)

B．絕大多數(shù)粒子在實驗中幾乎不偏轉(zhuǎn)，是因為原子核質(zhì)量很大

C．使粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力，是電子對粒子的庫侖斥力

D．使粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力，是原子核對粒子的萬有引力

【答案】A

【詳解】盧瑟福粒子帶正電，原子核質(zhì)量很大，且也帶正電，它們接近時就表現(xiàn)出很大的庫侖斥力作用，

使粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力，是原子核對粒子的庫侖斥力，A正確。

故選A。

18．（22-23高二下·天津河西·期末）當(dāng)α粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡中不可能存在的是（）

A．C軌跡D軌跡B．D軌跡B軌跡

C．A軌跡D軌跡D．B軌跡C軌跡

【答案】D

【詳解】α粒子受原子核的斥力作用，則軌跡不可能為B和C，可能為A和D。

故選D。

19．（22-23高二下·四川德陽·期末）物理學(xué)家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認知，推動物

理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實的是（）

A．普朗克提出了光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象

1417

B．盧瑟福用粒子轟擊7N獲得反沖核8O，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子

C．康普頓效應(yīng)有力證明了光的波粒二象性

D．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核

【答案】B

【詳解】A．根據(jù)物理學(xué)史可知，愛因斯坦提出了光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A錯誤；

1417

B．盧瑟福用α粒子轟擊7N獲得反沖核8O，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故B正確；

C．康普頓效應(yīng)揭示了光具有粒子性，進一步表明光子具有動量，故C錯誤；

D．盧瑟福通過對α射線散射的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核，故D錯誤。

故選B。

20．（22-23高二下·河南南陽·期末）如圖所示的實驗裝置為用α粒子轟擊金箔，研究α粒子散射情況的實驗裝

置。關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．該實驗最早是由玻爾所做

B．α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞

C．盧瑟福根據(jù)該實驗現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

D．α粒子散射實驗證明了湯姆孫的棗糕模型是正確的

【答案】C

【詳解】A．α粒子散射實驗是由盧瑟福所做，故A錯誤；

B．α粒子大角度散射是由于它受到原子核庫侖斥力的作用，而不是與電子發(fā)生碰撞，故B錯誤；

C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C正確；

D．α粒子散射實驗證明了湯姆孫的棗糕模型是錯誤的，故D錯誤。

故選C。

21．（22-23高二下·江蘇徐州·期末）如圖所示為α粒子散射的實驗裝置示意圖。將顯微鏡先后置于圖中的A

點和B點，在這兩點觀察的時間相同，則（）

A．在B點一定觀察不到閃光

B．在A、B兩點觀察到的閃光次數(shù)接近

C．在B點能觀察到閃光，主要因為α粒子通過金箔時與電子發(fā)生碰撞

D．在A點觀察到的閃光次數(shù)遠多于在B點觀察的，說明金原子內(nèi)部非?？諘?/p>

【答案】D

【詳解】ABD．α粒子散射的實驗中，α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進，少數(shù)α粒子

發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度大于90，即個別α粒子反彈回來，所以在B位置能觀察到閃光，

但次數(shù)遠小于A處的，也表明金原子內(nèi)部非?？諘?，AB錯誤，D正確；

C．在B點能觀察到閃光，并不是因為α粒子通過金箔時與電子發(fā)生碰撞，而是與原子核之間相互作用的結(jié)

果，C錯誤；

故選D。

【高分突破精練】

一、單選題

22．（22-23高二下·遼寧）1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用粒子轟擊金箔，研究粒子散射的情況。

關(guān)于粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．粒子大角度散射是由于電子對它的吸引

B．粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞

C．該實驗說明占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍

D．通過粒子散射實驗只能確定原子核很小，而無法估算原子核半徑的數(shù)量級

【答案】C

【詳解】AB．電子質(zhì)量遠小于α粒子質(zhì)量，當(dāng)α粒子穿過原子時，電子對α粒子影響很小，不會明顯影響其

軌跡，選項ΑB錯誤；

C．占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍，這樣才會使α粒子在經(jīng)過時受到很強的斥

力，使其發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，選項C正確；

D．通過α粒子散射實驗?zāi)芄浪阍雍税霃降臄?shù)量級，選項D錯誤。

故選C。

23．（2023·黑龍江哈爾濱·三模）在粒子散射實驗中，下列圖景正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B

【詳解】AB．當(dāng)粒子進入原子區(qū)域后，離帶正電的原子核遠的受到的庫侖斥力小，運動方向改變小。只

有極少數(shù)粒子在穿過時距離正電體很近，受到很強的庫侖斥力，發(fā)生大角度散射，故A錯誤，B正確；

1

CD．由庫侖定律和原子核式結(jié)構(gòu)模型可知，電子的質(zhì)量只有粒子的，它對粒子速度的大小和方

7300

向的影響的影響，完全可以忽略，粒子偏轉(zhuǎn)主要是帶正電的原子核造成的，故CD錯誤；

故選B。

24．（2023·河北滄州·模擬預(yù)測）1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用粒子轟擊金箱，研究粒子被散

射的情況，實驗用高速的射線轟擊厚度為微米的金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的粒子都照直穿過薄金箔，偏轉(zhuǎn)

1

很小，但有少數(shù)粒子發(fā)生角度較大的偏轉(zhuǎn)，大約有的粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°，甚至觀察到偏轉(zhuǎn)角接

8000

近180°，其散射情景如圖所示。關(guān)于粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．實驗的目的是想證明原子具有核式結(jié)構(gòu)模型

B．實驗中粒子穿過金原子核發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到電子對它的庫侖力作用

C．極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，是原子內(nèi)部兩側(cè)的正電荷對粒子的斥力不相等造成的

D．由實驗數(shù)據(jù)可以估算出金原子核的直徑數(shù)量級

【答案】D

【詳解】A．實驗的目的是想驗證湯姆生的“棗糕”模型，但是成了否定它的證據(jù)，并提出原子核式結(jié)構(gòu)模型，

故A錯誤；

B．實驗中粒子穿過金原子核發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到原子核（帶正電）對它的庫侖力作用，離原子核越近，

受到的庫侖斥力越大，故B錯誤；

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

且質(zhì)量和電荷量遠大于粒子的質(zhì)量和電荷量，粒子接近原子核的機會很小，故C錯誤；

D．根據(jù)粒子散射實驗可以估算金原子核的直徑數(shù)量級，故D正確。

故選D。

25．（22-23高二下·河南三門峽·階段練習(xí)）關(guān)于盧瑟福散射實驗和原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說下列正確的是（）

A．通過粒子散射實驗肯定了湯姆孫提出的“棗糕模型”

B．用粒子散射的實驗數(shù)據(jù)估算原子核的大小

C．原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說結(jié)合經(jīng)典電磁理論，能解釋原子的穩(wěn)定性

D．通過粒子散射實驗證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

【答案】B

【詳解】A．“棗糕模型”不能解釋粒子大角度散射現(xiàn)象，核式結(jié)構(gòu)模型能正確解釋，故A錯誤；

B．影響粒子運動的主要因素是帶正電的原子核，而絕大多數(shù)的粒子穿過原子時離核較遠，受到的庫侖

斥力很小，運動方向幾乎沒有改變，只有極少數(shù)粒子可能與核十分接近，受到較大的庫侖斥力，才會發(fā)

生較大角度的偏轉(zhuǎn)，根據(jù)粒子散射實驗，可以估算出原子核的半徑的數(shù)量級為10－15m，故B正確；

C．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型在經(jīng)典電磁理論下完全是不穩(wěn)定的，電子繞核運轉(zhuǎn)會輻射電磁波損失能量，故C

錯誤；

D．粒子散射實驗不能證實在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子，也不能證實原子核由質(zhì)子與中子組成，故D錯誤。

故選B。

26．（21-22高二下·北京海淀·期中）下列說法不正確的是（）

A．α粒子散射實驗說明了原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上

B．盧瑟福做α粒子散射實驗時發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，只有少數(shù)α

粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

C．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型

D．盧瑟福提出了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因

【答案】C

【詳解】A．α粒子散射實驗說明了原子內(nèi)部很空曠，原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上，

故A正確；

BD．盧瑟福做α粒子散射實驗時發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，只有少數(shù)α粒

子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，盧瑟福通過α粒子散射實驗建立了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并成功解釋了α粒子發(fā)生大角

度偏轉(zhuǎn)的原因，故B、D正確；

C．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，提出了“棗糕”式原子模型，密立根測定了電子電荷量，故C錯誤。

本題選擇不正確的，故選C。

二、多選題

27．（22-23高二下·北京西城·期中）如圖為盧瑟福所做的α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A、B、C、D四個位置時，下述說法中正確的是（）

A．相同時間內(nèi)在A時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B．放在C、D位置時屏上觀察不閃光

C．該實驗說明原子中正電荷是均勻分布的

D．只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個很小的核上

【答案】AD

【詳解】AB．該實驗的實驗現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，即相同時間

內(nèi)在A時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，但有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90，

即放在C位置時屏上觀察到少數(shù)閃光，放在D位置屏上觀察到極少數(shù)閃光，故A正確，B錯誤；

CD．由上述實驗說明了：原子中正電荷并不是均勻分布的，占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很

小的空間范圍，故C錯誤，D正確。

故選AD。

28．（22-23高二下·全國·課前預(yù)習(xí)）關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是（）

A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的

B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)

C．電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒

D．電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象

【答案】BCD

【詳解】AB．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子有一定的結(jié)構(gòu)，但并沒有證明原子核的存在，也不能說明原子是由電子

和原子核組成的，故A錯誤，B正確；

C．發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認為原子是不可再分的最小粒子，故C正確；

D．物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程，電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象，故D

正確。

故選BCD。

29．（22-23高二下·河南·期中）如圖所示為粒子散射實驗的示意圖：放射源發(fā)出射線打到金箔上，帶有

熒光屏的放大鏡轉(zhuǎn)到不同位置進行觀察，圖中①②③為其中的三個位置，下列對實驗結(jié)果的敘述或依據(jù)實

驗結(jié)果做出的推理錯誤的是（）

A．在位置②接收到的粒子最多

B．在位置①接收到粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)

C．位置②接收到的粒子一定比位置①接收到的粒子所受金原子核斥力的沖量更大

D．若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則①②③三個位置接收到粒子的比例應(yīng)相差不多

【答案】AC

【詳解】A．原子的內(nèi)部是很空闊的，原子核非常小，所以絕大多數(shù)α粒子的運動軌跡沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則在

位置③接收到的α粒子最多，所以A錯誤，符合題意；

B．在位置①接收到α粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)，所以B正確，不符合題意；

C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更小，因為在位置①α粒子

速度反向運動，則動量的變化量更大，所以沖量更大，則C錯誤，符合題意；

D．若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則α粒子與原子正面撞擊，粒子最后反彈，則①②③三個位置接收到α粒子

的比例應(yīng)相差較多，所以D正確，不符合題意。

故選AC。

30．（22-23高二下·吉林白山·期末）1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用粒子轟擊金箔，研究粒子

被散射的情況，其實驗裝置如圖所示。關(guān)于粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．少數(shù)粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)的角度大于90

B．粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞

C．粒子散射實驗證明了湯姆孫的棗糕模型是正確的

D．粒子散射實驗說明原子中有一個帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量

【答案】AD

【詳解】A．當(dāng)α粒子穿過原子時，電子對α粒子影響很小，影響α粒子運動的主要是原子核，離核遠則α粒子

受到的庫侖斥力很小，運動方向改變小。只有當(dāng)α粒子與核十分接近時，才會受到很大庫侖斥力，而原子核

很小，所以α粒子接近它的機會就很少，所以只有少數(shù)α粒子大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)的角度大于90°，

而絕大多數(shù)基本按直線方向前進，故A正確；

B．α粒子大角度散射是由于它受到原子核庫侖斥力的作用，而不是與電子發(fā)生碰撞，故B錯誤；

C．α粒子散射實驗證明了湯姆孫的棗糕模型是錯誤的，故C錯誤；

D．從絕大多數(shù)α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，實驗表明原子中心的核

帶有原子的全部正電，和幾乎全部質(zhì)量，故D正確。

故選AD。

31．（22-23高二下·遼寧遼陽·期末）粒子散射實驗是近代物理學(xué)中經(jīng)典的實驗之一，盧瑟福通過該實驗證

實了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，其實驗裝置如圖所示。下列說法正確的是（）

A．熒光屏在C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少

B．該實驗說明原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上

C．熒光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多

D．該實驗說明原子質(zhì)量均勻地分布在原子內(nèi)

【答案】AB

【詳解】AC．根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象，大多數(shù)粒子通過金箔后方向不變，少數(shù)粒子方向發(fā)生改變，極少

數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°，甚至有的被反向彈回，可知熒光屏在B位置的亮斑比A位置少，熒光屏在C位置的亮斑

比A、B位置少，選項A正確，C錯誤；

BD．該實驗說明原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上，而不是原子質(zhì)量均勻地分布在原子

內(nèi)，選項B正確，D錯誤；

故選AB。

32．（21-22高二下·四川成都·階段練習(xí)）物理學(xué)家通過實驗及科學(xué)推理，從而獲得了對自然現(xiàn)象的科學(xué)認識，

推動了物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實的是（）

A．JJ湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，并測量了電子的比荷

B．密立根通過“油滴實驗”直接測出了電子的電荷量。

C．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗現(xiàn)象，提出了原子內(nèi)部有一個原子核

D．在α粒子散射實驗中，正對原子核入射的粒子，離核越近速度越小，電勢能也越小

【答案】AC

【詳解】A．JJ湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，并測量了電子的比荷，選項A正確；

B．密立根通過“油滴實驗”間接測出了電子的電荷量，選項B錯誤；

C．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗現(xiàn)象，提出了原子內(nèi)部有一個原子核，選項C正確；

D．在α粒子散射實驗中，正對原子核入射的粒子，粒子克服靜電力做功，離核越近速度越小，則電勢能越

大，選項D錯誤。

故選AC。

33．（21-22高二下·北京豐臺·階段練習(xí)）1909年盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生做了著名的α粒子散射實驗。α粒子轟

擊金箔的軌跡如圖所示。下列說法正確的是（）

A．少數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于其與電子發(fā)生了碰撞

B．絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過，偏轉(zhuǎn)角很小，說明原子內(nèi)部大部分是中空的

C．極少數(shù)α粒子被彈回，說明原子中心是一個體積小、帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核

D．在α粒子散射實驗中，當(dāng)α粒子最接近原子核時，電勢能最小

【答案】BC

【詳解】A．少數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)是由于α粒子受到金屬原子核的斥力作用較大，而非

與電子發(fā)生了碰撞，A錯誤；

BC．絕大多數(shù)α粒子沿直線穿過，偏轉(zhuǎn)角很小，說明原子內(nèi)部大部分是中空的，極少數(shù)α粒子被彈回，說明

原子中心是一個體積小、帶正電且占有原子幾乎全部質(zhì)量的核，AC正確；

D．在α粒子散射實驗中，當(dāng)α粒子接近原子核時，電場力對α粒子做負功，電勢能增加，因此α粒子最接近原

子核時，電勢能最大，D錯誤。

故選BC。

34．（21-22高二下·四川成都·階段練習(xí)）如圖所示為盧瑟福和他的同事們做α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A、B、C、D四個位置時觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是（）

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

B．放在C、D位置時，屏上觀察不到閃光

C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗觀察到的現(xiàn)象肯定了湯姆孫的“棗糕模型”

D．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

【答案】AD

【詳解】AB．在α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)α

粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，所以熒光屏和顯微鏡放在A位置時，相同時間內(nèi)

觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，放在C、D位置時，屏上仍可以觀察到閃光，只是次數(shù)較放在A和B位置時

少，故A錯誤，B正確；

CD．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗觀察到的現(xiàn)象否定了湯姆孫的“棗糕模型”，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故

C錯誤，D正確。

故選AD。

35．（21-22高二下·新疆昌吉·期中）盧瑟福在研究α粒子轟擊金箔的實驗中，根據(jù)現(xiàn)象提出原子的核式結(jié)構(gòu)。

以下說法正確的是（）

A．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔運動方向不變，說明原子帶正電的部分是均勻分布的

B．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，說明這些α粒子受到了較大的庫侖斥力作用

C．α粒子轟擊金箔的實驗現(xiàn)象說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里

D．α粒子轟擊金箔的實驗現(xiàn)象說明帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)

【答案】BC

【詳解】A.絕大多數(shù)α粒子穿過金箔運動方向不變，說明原子內(nèi)部幾乎是空的，A錯誤；

B.極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，說明這些α粒子距離原子核較近，受到了較大的庫侖斥力作用，B正確；

C.α粒子轟擊金箔的實驗現(xiàn)象說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，C正確；

D.帶負電的電子的質(zhì)量遠小于α粒子的質(zhì)量，電子幾乎不會對α粒子的運動產(chǎn)生影響，α粒子轟擊金箔的實驗

現(xiàn)象無法說明帶負電的電子在核外空間里的運動狀態(tài)，D錯誤。

故選BC。

三、填空題

36．（2022·上海虹口·二模）圖示為英國物理學(xué)家盧瑟福設(shè)計的實驗裝置圖。實驗中，金箔的厚度約為4.0×

m（選填“10-11”、“10-6”、“10-3”）。用高速飛行的α粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)：α粒子產(chǎn)生超過

90°的大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回（選填“絕大多數(shù)”、“少數(shù)”、“極少數(shù)”）。

【答案】10-6極少數(shù)

【詳解】[1]α粒子散射實驗中，金箔的厚度約為