資源簡介

第1節　電子的發現與湯姆孫原子模型　 第2節　原子的核式結構模型
(分值:100分)
選擇題1~10題,每小題8分,共80分。
對點題組練
題組一　電子的發現與湯姆孫原子模型
1.下列關于電子的說法錯誤的是 (　　)
發現電子是從研究陰極射線開始的
湯姆孫發現物質中發出的電子比荷是不同的
電子發現的意義是讓人們認識到原子不是組成物質的最小微粒,原子本身也具有復雜的結構
電子是帶負電的,可以在電場和磁場中偏轉
2.如圖所示,陰極射線管的玻璃管內已經抽成真空,當左右兩個電極連接到高壓電源時,陰極會發射電子,電子在電場的加速下飛向陽極,擋板上有一個扁平的狹縫,電子飛過擋板后形成一個扁平的電子束,長條形的熒光板在陽極端稍稍傾向軸線,電子束射到熒光板上,顯示出電子束的徑跡,現在用該裝置研究磁場對運動電荷的作用的實驗,下列對該實驗的說法正確的是 (　　)
沒有施加磁場時,電子束的徑跡是一條拋物線
若圖中左側是陰極射線管的陰極,加上圖示的磁場,電子束會向上偏轉
施加磁場后,根據電子束在磁場中運動徑跡和磁場方向,可由相關知識判斷出陰極射線管兩個電極的極性
施加磁場后,結合陰極射線管的兩個電極的極性和電子束在磁場中運動的徑跡,可以判斷出磁場的方向,但無法判斷出磁場的強弱
3.(多選)下列說法正確的是 (　　)
湯姆孫研究陰極射線,用測定粒子比荷的方法發現了電子
電子的發現證明了原子是可分的
湯姆孫認為原子里面帶正電荷的物質應充斥整個原子,而帶負電的電子,則鑲嵌在球體的某些固定位置
湯姆孫原子模型是正確的
題組二　原子的核式結構模型
4.(2024·山東威海高二期末)α粒子散射實驗被評為世界十大經典物理實驗之一,此實驗開創了原子結構研究的先河,為建立現代原子核理論打下了基礎,關于α粒子散射實驗,下列說法正確的是 (　　)
湯姆孫根據α粒子散射實驗,提出了原子核的核式結構
該實驗需要在真空環境下才能完成
該實驗表明α粒子大角度偏轉可能是與電子直接碰撞造成的
在其他條件相同情況下,只改變金箔的厚度,對實驗結果沒有影響
5.(2024·福建三明一中月考)盧瑟福通過α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型,實驗裝置如圖所示,帶電粒子打到熒光屏上就會產生光斑,為驗證α粒子散射實驗結論,現在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡,則這四處位置一段時間內統計的閃爍次數符合實驗事實的是 (　　)
1 605、35、11、1 1 242、1 305、723、203
2、10、655、1 205 1 232、1 110、733、203
6.在α粒子散射實驗中,使少數α粒子產生大角度偏轉的作用力是 (　　)
原子核對α粒子的萬有引力
原子核對α粒子的庫侖斥力
原子核對α粒子的磁場力
核外電子對α粒子的引力
7.如圖所示為α粒子散射實驗的示意圖,圖中實線表示α粒子運動軌跡。關于α粒子散射實驗,下列說法正確的是 (　　)
盧瑟福在α粒子散射實驗中發現了電子
圖中大角度偏轉的α粒子的電勢能先減小后增大
根據α粒子散射實驗可以估算原子的大小
絕大多數α粒子沿原方向繼續前進說明了帶正電的原子核占據原子的空間很小
8.如圖所示為α粒子散射實驗的示意圖,放射源發出的α射線打到金箔上,帶有熒光屏的顯微鏡轉到不同位置進行觀察,圖中1、2、3為其中的三個位置。下列對實驗結果的敘述或依據實驗結果作出的推理正確的是 (　　)
在位置2接收到的α粒子最多
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
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大
若正電荷均勻分布在原子內,則1、2、3三個位置接收到α粒子的比例應相差不多
綜合提升練
9.在α粒子散射實驗中,某一α粒子經過某一原子核附近時的運動軌跡如圖中實線所示。圖中P、Q為軌跡上的點,虛線是過P、Q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域。不考慮其他原子核對該α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 (　　)
可能在①區域 一定在②區域
可能在③、④區域 一定在⑤區域
10.(多選)盧瑟福α粒子散射實驗中,金箔中的原子核可以認為是靜止不動的點電荷。如圖所示,某次實驗中,高速運動的α粒子被位于O點的金原子核散射,實線表示α粒子運動的軌跡,M和N為軌跡上的兩點,N點比M點離核遠,則 (　　)
α粒子在M點的加速度比在N點的小
α粒子在M點的速度比在N點的小
α粒子在M點的電勢能比在N點的小
α粒子從M點運動到N點,電場力對它做的總功為正功
11.(6分)人類對原子結構的認識,涉及許多實驗探究及眾多科學家的創造性思想。
(1)1897年,湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況(圖甲),斷定陰極射線是　　　　
(2分)(填“電磁波”或“電子”),進而認為原子是一個球體,提出原子“西瓜”模型或“　　　　(2分)”模型;
(2)1909年,盧瑟福與他的合作者進行了α粒子散射實驗(圖乙),提出了原子核式結構模型。下列對此實驗與模型的說法,正確的是　　　　(2分)。
A.α粒子散射實驗證明了原子核是由質子和中子組成的
B.絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進,主要是因為電子的質量太小
C.極少數α粒子穿過金箔后發生大角度偏轉,是因為其受到金原子核的強庫侖斥力
D.α粒子散射實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上
培優加強練
12.(14分)1890年,湯姆孫利用氣體放電管研究陰極射線,發現了電子,從而認識到原子是可以分割的。氣體放電管的示意圖如圖甲所示。氣體放電管的基本原理是在D1和D2兩極板區域施加電場或磁場,電子在電場或磁場中發生偏轉,通過偏轉情況可分析電子的性質。具體情況可以抽象成如圖乙所示的模型,電子從A點以初速度v0水平進入豎直向上的勻強電場,電場強度為E,然后從B點射出。已知AB連線和電場方向夾角為60°,AB的長度為L,求:
(1)(6分)電子的比荷;
(2)(8分)撤去電場,在原來的電場區域內施加垂直紙面的磁場,電子仍從A點以初速度v0水平進入,從B點射出,則磁場的大小和方向
第1節　電子的發現與湯姆孫原子模型
第2節　原子的核式結構模型
1.B　[湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了電子，選項A正確；湯姆孫發現不同物質發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；湯姆孫發現電子，使人們認識到原子不是組成物質的最小微粒，原子本身也具有復雜的結構，選項C正確；電子是帶負電的，可以在電場和磁場中偏轉，選項D正確。]
2.C　[沒有施加磁場時，電子束的徑跡是一條直線，選項A錯誤；若圖中左側是陰極射線管的陰極，加上圖示的磁場，根據左手定則可知，電子束會向下偏轉，選項B錯誤；施加磁場后，根據電子束在磁場中運動徑跡和磁場方向，可由左手定則以及相關知識判斷出陰極射線管兩個電極的極性，同理結合陰極射線管兩個電極的極性和電子束在磁場中運動的徑跡，可判斷出磁場的方向，根據軌跡的偏轉程度可判斷磁場的強弱，選項C正確，D錯誤。]
3.ABC　[通過物理學史可得，選項A正確；根據電子發現的重要意義可得，選項B正確；選項C描述的是湯姆孫原子模型，選項C正確；湯姆孫原子模型本身是錯的，選項D錯誤。]
4.B　[盧瑟福根據α粒子散射實驗，提出了原子核的核式結構，故A錯誤；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果，故B正確；α粒子發生大角度偏轉是與原子核之間的距離較近，同種電荷之間體現庫侖力，相互排斥，故C錯誤；在相同的條件下，改變金箔的厚度對實驗結果有影響，故D錯誤。]
5.A　[α離子散射實驗現象是絕大多數粒子直接穿過，少數發生大角度偏轉，極少數甚至原路返回，故A符合事實，B、C、D不符合事實。]
6.B　[α粒子和電子接近時，它們之間就有庫侖引力作用，但由于電子的質量只有α粒子質量的七千三百分之一，α粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個灰塵碰撞一樣，α粒子的運動方向幾乎不改變，只能是原子核對α粒子的庫侖斥力，其力較大，且原子核質量較大，是導致極少數α粒子發生大角度偏轉的原因，故B正確。]
7.D　[盧瑟福在α粒子散射實驗中沒有發現電子，A錯誤；題圖中大角度偏轉的α粒子受到的電場力先做負功，后做正功，則其電勢能先增大后減小，B錯誤；根據α粒子散射實驗可以估算原子核的大小，C錯誤；絕大多數α粒子沿原方向繼續前進說明了帶正電的原子核占據原子的空間很小，D正確。]
8.B　[由于原子中大部分是空的，故大部分α粒子會沿直線通過金箔，所以在位置3接收到的α粒子最多，故A錯誤；在位置1接收到α粒子，說明α粒子發生了大角度偏轉，可以推測正電荷不可能均勻地分布在原子內，故B正確；位置2接收到的α粒子偏轉程度沒有位置1的大，所以位置1接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更大些，故C錯誤；若正電荷均勻分布在原子內，則1、2位置接收不到α粒子，故D錯誤。]
9.B　[α粒子帶正電，原子核也帶正電，原子核對靠近它的α粒子產生庫侖斥力，由α粒子運動軌跡的彎曲方向可知庫侖斥力向下，所以原子核一定在②區域，故B正確。]
10.BD　[根據F＝k可知，離金原子核越近，庫侖力越大，所以α粒子在M點受庫侖斥力大，加速度大，A錯誤；α粒子靠近金原子核時，斥力做負功，電勢能增大，動能減小，離原子核越近，電勢能越大，動能越小，所以α粒子在M點的電勢能比在N點的大，α粒子在M點的動能比在N點的小，α粒子在M點的速度比在N點的小，B正確，C錯誤；α粒子從M點運動到N點，速度增大，根據動能定理可知，電場力對它做的總功為正功，D正確。]
11.(1)電子　葡萄干面包　(2)CD　[(1)湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況，斷定其本質是帶負電的粒子流，并斷定陰極射線是電子；湯姆孫認為正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內，電子鑲嵌其中，提出原子“西瓜”模型或“葡萄干面包”模型。
(2)α粒子散射實驗不能證明原子核內部存在質子，也不會證實原子核由質子和中子組成，故A錯誤；絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，主要是因為原子內部絕大部分空間是空的，故B錯誤；極少數α粒子穿過金箔后發生大角度偏轉，是因為其受到金原子核的強庫侖斥力，故C正確；α粒子散射實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上，故D正確。]
12.(1)　(2)　垂直紙面向里
解析　(1)電子從A點進入豎直向上的勻強電場，做類平拋運動
垂直于電場線方向有Lsin 60°＝v0t
沿電場的反方向有Lcos 60°＝at2
根據牛頓第二定律有qE＝ma
聯立可得＝。
(2)撒去電場，加上磁場后，電子做勻速圓周運動，
由幾何關系可得軌跡半徑r＝L
由洛倫茲力提供向心力有qv0B＝m
聯立解得B＝，由左手定則知，磁場方向垂直紙面向里。第1節　電子的發現與湯姆孫原子模型
第2節　原子的核式結構模型
學習目標　1.了解陰極射線的組成，體會電子發現過程中所蘊含的科學方法。2.了解α粒子散射實驗的實驗裝置、實驗原理和實驗現象。3.理解盧瑟福的原子核式結構模型。4.知道原子和原子核大小的數量級。
知識點一　電子的發現與湯姆孫原子模型
1.物質結構的早期探究
(1)古人對物質的認識
①我國古代的“五行說”認為，萬物是由金、木、水、火、土五種基本“元素”組成的。
②古希臘的亞里士多德認為萬物的本質是土、水、火、空氣四種“元素”，天體則由第五種“元素”——“以太”構成。
③古希臘哲學家德謨克利特等人建立了早期的____________，認為宇宙間存在著一種或多種微小的實體，即“原子”。
(2)大約在17世紀中葉，人們開始通過實驗來了解物質的結構
①1661年，____________以化學實驗為基礎建立了科學的元素論。
②19世紀初，____________提出了原子論，認為原子是元素的最小單元。
③1811年，意大利化學家____________提出了分子假說，指出分子可以由多個相同的原子組成。
2.電子的發現
(1)陰極射線：科學家在研究____________放電時發現，當玻璃管內的氣體足夠稀薄時，陰極會發出一種射線，這種射線能使玻璃管壁發出熒光，人們把這種射線稱為____________。
(2)湯姆孫對陰極射線本質的探究
①通過使陰極射線粒子受到的靜電力和洛倫茲力平衡等方法，確定了陰極射線粒子的本質是帶________電的粒子流，并確定了其速度，測量出了這些粒子的比荷。
②把各種不同的氣體充入管內，用不同的金屬分別制成陰極，實驗測出的________大體相同，說明這種帶電粒子是組成各種物質的共同成分。
(3)結論
陰極射線粒子是電荷量大小與氫離子相同、而質量比氫離子小得多的粒子，湯姆孫把這種帶電粒子稱為________。
(4)意義
電子的發現說明原子具有一定的結構，也就是說原子是由________和其他物質組成的。
3.湯姆孫原子模型
湯姆孫認為，原子帶________的部分充斥整個原子，很小很輕的________鑲嵌在球體的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那樣，這就是原子的 “葡萄干面包”模型。
【思考】 如圖所示，接通真空管(又稱陰極射線管)的電源，將條形磁鐵的一個磁極靠近射線管，觀察陰極射線是否偏轉，向什么方向偏轉；把另一個磁極靠近射線管，觀察射線的偏轉情況。
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(1)你認為射線的偏轉是什么原因造成的？
(2)你能通過射線偏轉的情況來確定射線粒子流攜帶的是哪種電荷嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　陰極射線在電場和磁場中的偏轉
例1 如圖是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線，要使熒光屏的亮線向下(z軸負方向)偏轉，在下列措施中可采用的是 (　　)
A.加一磁場，磁場方向沿z軸負方向
B.加一磁場，磁場方向沿y軸正方向
C.加一電場，電場方向沿z軸負方向
D.加一電場，電場方向沿y軸正方向
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓練1 (多選)當陰極射線通過勻強電場E或勻強磁場B時，如圖中射線形狀中正確的是(　　)
角度2　陰極射線中帶電粒子比荷的測定
例2 (魯科版教材P88節練習T3改編)1897年，湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是帶負電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷，他的研究裝置如圖所示。
真空管內的陰極K發出的電子經加速后，穿過A、B中心的小孔沿直線進入到兩塊水平正對放置的平行金屬板D1、D2的區域，金屬板D1、D2之間未加電場時，射線不偏轉，射在屏上P1點。按圖示方式施加電場強度為E的電場之后，射線發生偏轉并射到屏上P2點。為了抵消陰極射線的偏轉，使它從P2點回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區域再施加一個大小合適、方向垂直于紙面的勻強磁場。
(1)勻強磁場的方向為________。
(2)若施加的勻強磁場磁感應強度為B，求出陰極射線的速度v的表達式________。
(3)去掉D1、D2間的電場，只保留(2)中的勻強磁場B。由于磁場方向與射線運動方向垂直，陰極射線在D1、D2之間有磁場的區域內會形成一個半徑為r的圓弧，使得陰極射線落在屏上P3點。根據題目所有信息推導電子比荷的表達式為________________。
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測定帶電粒子比荷的方法
1.利用磁偏轉測比荷
由qvB＝m得＝，只需知道磁感應強度B、帶電粒子的初速度v和偏轉半徑r即可。
2.利用電偏轉測比荷
偏轉量y＝at2＝()2，故＝。所以在偏轉電場的U、d(平行板電容器兩極板間的距離)、L(平行板電容器極板的長度)已知時，只需測量粒子進入偏轉電場的初速度v和出偏轉電場的偏轉量y即可。
3.利用加速電場測比荷
由動能定理得qU＝mv2，因此＝，在U已知時，只需測出粒子出加速電場時的速度v即可。
以上三種方法中都需要測出粒子的運動速度v。粒子的運動速度v通常用速度選擇器來測定，如圖所示，讓帶電粒子通過正交的電磁場，讓其做勻速直線運動，根據二力平衡即F洛＝F電(qvB＝qE)得到粒子的運動速度v＝。
　　
知識點二　原子的核式結構模型
如圖所示為1909年英國物理學家盧瑟福和他的合作者進行α粒子散射實驗的實驗裝置，閱讀課本，回答以下問題：
(1)什么是α粒子？
(2)實驗裝置中各部件的作用是什么？實驗過程是怎樣的？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.α粒子散射實驗
(1)實驗裝置
(2)實驗方法
在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙(Po)，它發出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到______________上。α粒子穿過________后，打到環形熒光屏上，產生一個個閃爍的光點，這些光點可用顯微鏡觀察到。
(3)實驗結果
________α粒子穿過金箔后，仍沿____________方向前進，但有________________α粒子發生了____________偏轉，有____________α粒子的偏轉角超過了________，有的甚至被____________，α粒子被反射回來的概率有________。
2.盧瑟福原子模型
(1)原子核式結構模型
①原子內部有一個很小的核，稱為__________，原子的全部____________及幾乎全部的________都集中在原子核內；________在原子核外面運動。
②原子核式結構模型又被稱為________模型。
(2)原子的大小
①原子直徑數量級：________。
②原子核直徑數量級：________。
【思考】 如圖所示為α粒子散射示意圖。
(1)為什么絕大多數的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來運動方向前進？
(2)為什么少數的α粒子穿過金箔后，發生了大角度的偏轉？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　α粒子散射實驗
例3 1909年，物理學家盧瑟福和他的合作者用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況，其實驗裝置如圖所示。關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是(　　)
A.α粒子發生偏轉是由于它跟電子發生了碰撞
B.在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子發生了較大角度的偏轉
C.α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量
D.通過α粒子散射實驗還可以估計原子核半徑的數量級是10－10 m
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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α粒子散射實驗現象的分析
(1)核外電子不會使α粒子的速度發生明顯改變。
(2)少數α粒子發生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些α粒子在原子中的某個地方受到了質量比它本身大得多的物質的作用。湯姆孫的原子模型不能解釋α粒子的大角度散射。
(3)絕大多數α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量都集中在體積很小的核內。　　
訓練2 盧瑟福指導他的助手進行的α粒子散射實驗所用儀器的示意圖如圖所示。放射源發射的α粒子打在金箔上，通過顯微鏡觀察散射的α粒子。實驗發現，絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來方向前進，但少數α粒子發生了大角度偏轉，極少數的偏轉角度甚至大于90°，于是盧瑟福大膽猜想(　　)
A.原子半徑的數量級是10－10m
B.原子核內存在質子和中子
C.原子內部有體積很小、質量很大的核
D.造成α粒子偏轉的主要原因是它受到了原子中電子的作用
角度2　盧瑟福原子模型
例4 (多選)盧瑟福提出的原子核式結構學說包括下列哪些內容(　　)
A.原子中心有一個很小的核
B.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里
C.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上
D.帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉
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總結提升　湯姆孫原子模型與盧瑟福原子模型的區別
湯姆孫的“葡萄干面包”模型 盧瑟福的原子核式結構模型
分布情況 正電荷和質量均勻分布，負電荷鑲嵌在其中 正電荷和幾乎全部質量集中在原子中心的一個極小核內，電子質量很小，分布在很大空間內
α粒子的受力情況 α粒子在原子內部時，受到的庫侖斥力相互抵消，幾乎為零 少數靠近原子核的α粒子受到的庫侖力大，而大多數離核較遠的α粒子受到的庫侖力較小
α粒子的偏轉情況 不會發生大角度偏轉，更不會被彈回 絕大多數α粒子運動方向不變；少數α粒子發生較大的偏轉；極少數α粒子偏轉角度超過90°，有的甚至被彈回
分析結論 不符合α粒子散射現象 符合α粒子散射現象
電子的存在狀態 電子在原子內均勻分布 電子繞原子核高速運動
訓練3 人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是“葡萄干面包”模型和核式結構模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說法中正確的是(　　)
A.α粒子散射實驗與“葡萄干面包”模型和核式結構模型的建立無關
B.科學家通過α粒子散射實驗否定了“葡萄干面包”模型，建立了核式結構模型
C.科學家通過α粒子散射實驗否定了核式結構模型，建立了“葡萄干面包”模型
D.科學家通過α粒子散射實驗否定了“葡萄干面包”模型和核式結構模型
隨堂對點自測
1.(陰極射線)(多選)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D1、D2兩極板之間不加電場和磁場，則陰極射線應打到最右端的中心P1點
B.若在D1、D2兩極板之間僅加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉
C.若在D1、D2兩極板之間僅加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉
D.若在D1、D2兩極板之間僅加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線不偏轉
2.(湯姆孫原子模型)關于湯姆孫原子模型的說法正確的是(　　)
A.湯姆孫原子模型的提出是以嚴格的實驗為基礎的
B.湯姆孫認為原子是實心的
C.湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在原子的中心
D.湯姆孫通過實驗發現了質子
3.(α粒子散射實驗)(多選)α粒子散射實驗是近代物理學中經典的實驗之一，盧瑟福通過該實驗證實了原子的核式結構模型，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.該實驗說明原子質量均勻地分布在原子內
4.(原子的核式結構模型)盧瑟福通過對α粒子散射實驗的結果分析，提出的理論是(　　)
A.原子的核式結構模型
B.電子是原子的組成部分
C.原子核由質子和中子組成
D.原子核是由質子和中子組成
第1節　電子的發現與湯姆孫原子模型
第2節　原子的核式結構模型
知識點一
1.(1)③原子論　(2)①玻意耳　②道爾頓　③阿伏伽德羅
2.(1)稀薄氣體　陰極射線　(2)①負　②比荷　(3)電子　(4)電子
3.正電　電子
[思考] 提示　(1)運動電荷在磁場中受到洛倫茲力。
(2)根據左手定則，結合磁場方向、粒子運動方向，可以判斷出射線粒子流攜帶的電荷是正電荷還是負電荷。
例1 B　[加磁場時，由左手定則可判斷磁場方向應沿y軸正方向；加電場時，電場方向應沿z軸正方向，B正確。]
訓練1 ACD　[陰極射線是帶負電的粒子流，在電場中受到的電場力與電場方向相反，當粒子初速度與電場垂直時，粒子在電場中做類平拋運動，A正確，B錯誤；在磁場中受到洛倫茲力，只能改變運動的方向，不能改變運動速度的大小，所以在磁場中做圓周運動，由左手定則可以確定洛倫茲力的方向，C、D正確。]
例2 (1)垂直紙面向里　(2)v＝　(3) ＝　[(1) 由圖可知，電子所受電場力的方向豎直向上，加上磁場后電子不發生偏轉，則電子做勻速直線運動，所以洛倫茲力方向豎直向下，根據左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里。
(2) 電子做勻速直線運動，處于平衡狀態，由平衡條件eE＝evB得v＝。
(3) 去掉D1、D2間的電場，只保留(2)中的勻強磁場B，電子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由evB＝m得電子比荷的表達式為＝。]
知識點二
導學
提示　(1)α粒子(He)是從放射性物質中發射出來的快速運動的粒子，實質是失去兩個電子的氦原子核。質量是電子質量的7 300倍。
(2)①α粒子源：把放射性元素釙放在帶小孔的鉛盒中，放射出高能的α粒子。
②帶熒光屏的顯微鏡：觀察α粒子打在熒光屏上發出的微弱閃光。
實驗過程：α粒子經過一條細通道，形成一束射線，打在很薄的金箔上，由于金原子中的帶電粒子對α粒子有庫侖力的作用，一些α粒子會改變原來的運動方向。帶有顯微鏡的熒光屏可以沿題圖中虛線轉動，以統計向不同方向散射的α粒子的數目。
知識梳理
1.(2)金箔　金箔　(3)絕大多數　原來的　少數　較大的
極少數　90°　原路彈回　
2.(1)①原子核　正電荷　質量　電子　②行星　(2)①10－10 m　②10－15 m
[思考] 提示　(1)因為原子核很小，所以絕大多數α粒子穿過原子時，離核較遠，受到原子核的斥力很小，基本上仍沿原來運動方向前進。
(2)少數α粒子十分接近原子核穿過時，受到很大的庫侖力作用，發生大角度偏轉。
例3 C　[α粒子發生偏轉是由于它受到原子核的斥力，并不是跟電子發生了碰撞，A錯誤；在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子幾乎不發生偏轉，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量，B錯誤，C正確；α粒子散射實驗可以估算出原子核半徑的數量級是10－15 m，D錯誤。]
訓練2 C　[原子半徑的數量級是通過油膜法測出來的，該實驗不能確定原子半徑的數量級，故A錯誤；故B錯誤；從絕大多數α粒子幾乎不發生偏轉，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，說明原子的中心有一個體積很小的核；從極少數α粒子發生了大角度的偏轉，說明原子中心的核帶有原子的全部正電和絕大部分質量，故C正確；造成α粒子偏轉的主要原因是它受到了原子中心正電荷的庫侖力作用，故D錯誤。]
例4 ABD　[盧瑟福提出的原子核式結構模型是：原子中心有一個很小的原子核，原子的全部正電荷及幾乎全部的質量都集中在原子核內，電子在核外繞原子核旋轉，故A、B、D正確。]
訓練3 B　[盧瑟福通過α粒子散射實驗否定了湯姆孫的“葡萄干面包”模型，建立了原子的核式結構模型，故B正確，A、C、D錯誤。]
隨堂對點自測
1.AC　[陰極射線是電子流，當D1、D2兩極板之間不加電場和磁場時，因電子所受的重力可以忽略不計，陰極射線不發生偏轉，將打到最右端的中心P1點，選項A正確；陰極射線在電場中偏轉時應偏向D1、D2帶正電的極板一側，選項C正確，B錯誤；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，要發生偏轉，選項D錯誤。]
2.B　[湯姆孫原子模型是在一定的實驗和理論基礎上假想出來的，不是以嚴格的實驗為基礎的，A錯誤；湯姆孫認為，原子是球體，原子帶正電的部分應充斥在整個球體內，很小很輕的電子鑲嵌在球體的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那樣，B正確，C錯誤；湯姆孫發現了電子，并沒有發現質子，D錯誤。]
3.AB　[根據α粒子散射實驗現象，大多數粒子通過金箔后方向不變，少數粒子方向發生改變，極少數偏轉超過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；該實驗說明原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上，而不是原子質量均勻地分布在原子內，選項B正確，D錯誤。]
4.A　[α粒子散射實驗中，少數α粒子發生了大角度的偏轉，這種現象葡萄干面包模型不能夠解釋，盧瑟福通過對α粒子散射實驗的結果分析，提出了原子的核式結構模型，故A正確。](共64張PPT)
第1節　電子的發現與湯姆孫原子模型
第2節　原子的核式結構模型
第4章 原子結構
1.了解陰極射線的組成，體會電子發現過程中所蘊含的科學方法。2.了解α粒子散射實驗的實驗裝置、實驗原理和實驗現象。3.理解盧瑟福的原子核式結構模型。4.知道原子和原子核大小的數量級。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　原子的核式結構模型
知識點一　電子的發現與湯姆孫原子模型
知識點一　電子的發現與湯姆孫原子模型
1.物質結構的早期探究
(1)古人對物質的認識
①我國古代的“五行說”認為，萬物是由金、木、水、火、土五種基本“元素”組成的。
②古希臘的亞里士多德認為萬物的本質是土、水、火、空氣四種“元素”，天體則由第五種“元素”——“以太”構成。
③古希臘哲學家德謨克利特等人建立了早期的________，認為宇宙間存在著一種或多種微小的實體，即“原子”。
原子論
(2)大約在17世紀中葉，人們開始通過實驗來了解物質的結構
①1661年，________以化學實驗為基礎建立了科學的元素論。
②19世紀初，________提出了原子論，認為原子是元素的最小單元。
③1811年，意大利化學家____________提出了分子假說，指出分子可以由多個相同的原子組成。
玻意耳
道爾頓
阿伏伽德羅
2.電子的發現
(1)陰極射線：科學家在研究__________放電時發現，當玻璃管內的氣體足夠稀薄時，陰極會發出一種射線，這種射線能使玻璃管壁發出熒光，人們把這種射線稱為__________。
(2)湯姆孫對陰極射線本質的探究
①通過使陰極射線粒子受到的靜電力和洛倫茲力平衡等方法，確定了陰極射線粒子的本質是帶____電的粒子流，并確定了其速度，測量出了這些粒子的比荷。
②把各種不同的氣體充入管內，用不同的金屬分別制成陰極，實驗測出的______大體相同，說明這種帶電粒子是組成各種物質的共同成分。
稀薄氣體
陰極射線
比荷
負
(3)結論
陰極射線粒子是電荷量大小與氫離子相同、而質量比氫離子小得多的粒子，湯姆孫把這種帶電粒子稱為______。
(4)意義
電子的發現說明原子具有一定的結構，也就是說原子是由______和其他物質組成的。
電子
電子
3.湯姆孫原子模型
湯姆孫認為，原子帶______的部分充斥整個原子，很小很輕的______鑲嵌在球體的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那樣，這就是原子的 “葡萄干面包”模型。
正電
電子
【思考】 如圖所示，接通真空管(又稱陰極射線管)的電源，將條形磁鐵的一個磁極靠近射線管，觀察陰極射線是否偏轉，向什么方向偏轉；把另一個磁極靠近射線管，觀察射線的偏轉情況。
(1)你認為射線的偏轉是什么原因造成的？
(2)你能通過射線偏轉的情況來確定射線粒子流攜帶的是哪
種電荷嗎？
提示　(1)運動電荷在磁場中受到洛倫茲力。
(2)根據左手定則，結合磁場方向、粒子運動方向，可以判斷出射線粒子流攜帶的電荷是正電荷還是負電荷。
角度1　陰極射線在電場和磁場中的偏轉
例1 如圖是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線，要使熒光屏的亮線向下(z軸負方向)偏轉，在下列措施中可采用的是 (　　)
B
A.加一磁場，磁場方向沿z軸負方向
B.加一磁場，磁場方向沿y軸正方向
C.加一電場，電場方向沿z軸負方向
D.加一電場，電場方向沿y軸正方向
解析　加磁場時，由左手定則可判斷磁場方向應沿y軸正方向；加電場時，電場方向應沿z軸正方向，B正確。
ACD
訓練1 (多選)當陰極射線通過勻強電場E或勻強磁場B時，如圖中射線形狀中正確的是(　 　)
解析　陰極射線是帶負電的粒子流，
在電場中受到的電場力與電場方向
相反，當粒子初速度與電場垂直時，
粒子在電場中做類平拋運動，A正確，B錯誤；在磁場中受到洛倫茲力，只能改變運動的方向，不能改變運動速度的大小，所以在磁場中做圓周運動，由左手定則可以確定洛倫茲力的方向，C、D正確。
角度2　陰極射線中帶電粒子比荷的測定
例2 (魯科版教材P88節練習T3改編)1897年，湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是帶負電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷，他的研究裝置如圖所示。
真空管內的陰極K發出的電子經加速后，穿過A、B中心的小孔沿直線進入到兩塊水平正對放置的平行金屬板D1、D2的區域，金屬板D1、D2之間未加電場時，射線不偏轉，射在屏上P1點。按圖示方式施加電場強度為E的電場之后，射線發生偏轉并射到屏上P2點。為了抵消陰極射線的偏轉，使它從P2點回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區域再施加一個大小合適、方向垂直于紙面的勻強磁場。
(1)勻強磁場的方向為________。
(2)若施加的勻強磁場磁感應強度為B，求出
陰極射線的速度v的表達式________。
(3)去掉D1、D2間的電場，只保留(2)中的勻強磁場B。由于磁場方向與射線運動方向垂直，陰極射線在D1、D2之間有磁場的區域內會形成一個半徑為r的圓弧，使得陰極射線落在屏上P3點。根據題目所有信息推導電子比荷的表達式為________________。
解析　(1) 由圖可知，電子所受電場力的方向豎
直向上，加上磁場后電子不發生偏轉，則電子
做勻速直線運動，所以洛倫茲力方向豎直向下，
根據左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里。
知識點二　原子的核式結構模型
如圖所示為1909年英國物理學家盧瑟福和他的合作者進行α粒子散射實驗的實驗裝置，閱讀課本，回答以下問題：
(1)什么是α粒子？
(2)實驗裝置中各部件的作用是什么？實驗過程是怎樣的？
1.α粒子散射實驗
(1)實驗裝置
金箔
金箔
絕大多數
原來的
少數
較大的
極少數
90°
原路彈回
2.盧瑟福原子模型
(1)原子核式結構模型
①原子內部有一個很小的核，稱為________，原子的全部________及幾乎全部的______都集中在原子核內；______在原子核外面運動。
②原子核式結構模型又被稱為______模型。
(2)原子的大小
①原子直徑數量級：___________。
②原子核直徑數量級：_________。
原子核
正電荷
質量
電子
行星
10－10 m
10－15 m
【思考】 如圖所示為α粒子散射示意圖。
(1)為什么絕大多數的α粒子穿過金箔后，基本上
仍沿原來運動方向前進？
(2)為什么少數的α粒子穿過金箔后，發生了大角
度的偏轉？
提示　(1)因為原子核很小，所以絕大多數α粒子穿過原子時，離核較遠，受到原子核的斥力很小，基本上仍沿原來運動方向前進。
(2)少數α粒子十分接近原子核穿過時，受到很大的庫侖力作用，發生大角度偏轉。
C
角度1　α粒子散射實驗
例3 1909年，物理學家盧瑟福和他的合作者用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況，其實驗裝置如圖所示。關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是(　　)
A.α粒子發生偏轉是由于它跟電子發生了碰撞
B.在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子發生
了較大角度的偏轉
C.α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量
D.通過α粒子散射實驗還可以估計原子核半徑的數量級是10－10 m
解析　α粒子發生偏轉是由于它受到原子核的斥力，并不是跟電子發生了碰撞，A錯誤；在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子幾乎不發生偏轉，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量，B錯誤，C正確；α粒子散射實驗可以估算出原子核半徑的數量級是10－15 m，D錯誤。
α粒子散射實驗現象的分析
(1)核外電子不會使α粒子的速度發生明顯改變。
(2)少數α粒子發生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些α粒子在原子中的某個地方受到了質量比它本身大得多的物質的作用。湯姆孫的原子模型不能解釋α粒子的大角度散射。
(3)絕大多數α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量都集中在體積很小的核內。
訓練2 盧瑟福指導他的助手進行的α粒子散射實驗所用儀器的示意圖如圖所示。放射源發射的α粒子打在金箔上，通過顯微鏡觀察散射的α粒子。實驗發現，絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來方向前進，但少數α粒子發生了大角度偏轉，極少數的偏轉角度甚至大于90°，于是盧瑟福大膽猜想(　　)
C
A.原子半徑的數量級是10－10m
B.原子核內存在質子和中子
C.原子內部有體積很小、質量很大的核
D.造成α粒子偏轉的主要原因是它受到了原子中
電子的作用
解析　原子半徑的數量級是通過油膜法測出來的，該實驗不能確定原子半徑的數量級，故A錯誤；故B錯誤；從絕大多數α粒子幾乎不發生偏轉，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，說明原子的中心有一個體積很小的核；從極少數α粒子發生了大角度的偏轉，說明原子中心的核帶有原子的全部正電和絕大部分質量，故C正確；造成α粒子偏轉的主要原因是它受到了原子中心正電荷的庫侖力作用，故D錯誤。
角度2　盧瑟福原子模型
例4 (多選)盧瑟福提出的原子核式結構學說包括下列哪些內容(　 　)
A.原子中心有一個很小的核
B.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里
C.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上
D.帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉
ABD
解析　盧瑟福提出的原子核式結構模型是：原子中心有一個很小的原子核，原子的全部正電荷及幾乎全部的質量都集中在原子核內，電子在核外繞原子核旋轉，故A、B、D正確。
總結提升　湯姆孫原子模型與盧瑟福原子模型的區別
湯姆孫的“葡萄干面包”模型 盧瑟福的原子核式結構模型
分布情況 正電荷和質量均勻分布，負電荷鑲嵌在其中 正電荷和幾乎全部質量集中在原子中心的一個極小核內，電子質量很小，分布在很大空間內
α粒子的受力情況 α粒子在原子內部時，受到的庫侖斥力相互抵消，幾乎為零 少數靠近原子核的α粒子受到的庫侖力大，而大多數離核較遠的α粒子受到的庫侖力較小
α粒子的偏轉情況 不會發生大角度偏轉，更不會被彈回 絕大多數α粒子運動方向不變；少數α粒子發生較大的偏轉；極少數α粒子偏轉角度超過90°，有的甚至被彈回
分析結論 不符合α粒子散射現象 符合α粒子散射現象
電子的存在狀態 電子在原子內均勻分布 電子繞原子核高速運動
訓練3 人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是“葡萄干面包”模型和核式結構模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說法中正確的是(　　)
B
A.α粒子散射實驗與“葡萄干面包”模型和核式
結構模型的建立無關
B.科學家通過α粒子散射實驗否定了“葡萄干面
包”模型，建立了核式結構模型
C.科學家通過α粒子散射實驗否定了核式結構模
型，建立了“葡萄干面包”模型
D.科學家通過α粒子散射實驗否定了“葡萄干面包”模型和核式結構模型
解析　盧瑟福通過α粒子散射實驗否定了湯姆孫的“葡萄干面包”模型，建立了原子的核式結構模型，故B正確，A、C、D錯誤。
隨堂對點自測
2
AC
1.(陰極射線)(多選)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D1、D2兩極板之間不加電場和磁場，
則陰極射線應打到最右端的中心P1點
B.若在D1、D2兩極板之間僅加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉
C.若在D1、D2兩極板之間僅加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉
D.若在D1、D2兩極板之間僅加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線不偏轉
解析　陰極射線是電子流，當D1、D2兩極板之間不加電場和磁場時，因電子所受的重力可以忽略不計，陰極射線不發生偏轉，將打到最右端的中心P1點，選項A正確；陰極射線在電場中偏轉時應偏向D1、D2帶正電的極板一側，選項C正確，B錯誤；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，要發生偏轉，選項D錯誤。
B
2.(湯姆孫原子模型)關于湯姆孫原子模型的說法正確的是(　　)
A.湯姆孫原子模型的提出是以嚴格的實驗為基礎的
B.湯姆孫認為原子是實心的
C.湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在原子的中心
D.湯姆孫通過實驗發現了質子
解析　湯姆孫原子模型是在一定的實驗和理論基礎上假想出來的，不是以嚴格的實驗為基礎的，A錯誤；湯姆孫認為，原子是球體，原子帶正電的部分應充斥在整個球體內，很小很輕的電子鑲嵌在球體的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那樣，B正確，C錯誤；湯姆孫發現了電子，并沒有發現質子，D錯誤。
AB
3.(α粒子散射實驗)(多選)α粒子散射實驗是近代物理學中經典的實驗之一，盧瑟福通過該實驗證實了原子的核式結構模型，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.該實驗說明原子質量均勻地分布在原子內
解析　根據α粒子散射實驗現象，大多數粒子通過金箔后方向不變，少數粒子方向發生改變，極少數偏轉超過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；該實驗說明原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上，而不是原子質量均勻地分布在原子內，選項B正確，D錯誤。
A
4.(原子的核式結構模型)盧瑟福通過對α粒子散射實驗的結果分析，提出的理論是(　　)
A.原子的核式結構模型
B.電子是原子的組成部分
C.原子核由質子和中子組成
D.原子核是由質子和中子組成
解析　α粒子散射實驗中，少數α粒子發生了大角度的偏轉，這種現象葡萄干面包模型不能夠解釋，盧瑟福通過對α粒子散射實驗的結果分析，提出了原子的核式結構模型，故A正確。
課后鞏固訓練
3
B
題組一　電子的發現與湯姆孫原子模型
1.下列關于電子的說法錯誤的是(　　)
A.發現電子是從研究陰極射線開始的
B.湯姆孫發現物質中發出的電子比荷是不同的
C.電子發現的意義是讓人們認識到原子不是組成物質的最小微粒，原子本身也具有復雜的結構
D.電子是帶負電的，可以在電場和磁場中偏轉
對點題組練
解析　湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了電子，選項A正確；湯姆孫發現不同物質發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；湯姆孫發現電子，使人們認識到原子不是組成物質的最小微粒，原子本身也具有復雜的結構，選項C正確；電子是帶負電的，可以在電場和磁場中偏轉，選項D正確。
C
2.如圖所示，陰極射線管的玻璃管內已經抽成真空，當左右兩個電極連接到高壓電源時，陰極會發射電子，電子在電場的加速下飛向陽極，擋板上有一個扁平的狹縫，電子飛過擋板后形成一個扁平的電子束，長條形的熒光板在陽極端稍稍傾向軸線，電子束射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡，現在用該裝置研究磁場對運動電荷的作用的實驗，下列對該實驗的說法正確的是(　　)
A.沒有施加磁場時，電子束的徑跡是一條拋物線
B.若圖中左側是陰極射線管的陰極，加上圖示的磁場，
電子束會向上偏轉
C.施加磁場后，根據電子束在磁場中運動徑跡和磁場方向，
可由相關知識判斷出陰極射線管兩個電極的極性
D.施加磁場后，結合陰極射線管的兩個電極的極性和電子束
在磁場中運動的徑跡，可以判斷出磁場的方向，但無法判斷出磁場的強弱
解析　沒有施加磁場時，電子束的徑跡是一條直線，選項A錯誤；若圖中左側是陰極射線管的陰極，加上圖示的磁場，根據左手定則可知，電子束會向下偏轉，選項B錯誤；施加磁場后，根據電子束在磁場中運動徑跡和磁場方向，可由左手定則以及相關知識判斷出陰極射線管兩個電極的極性，同理結合陰極射線管兩個電極的極性和電子束在磁場中運動的徑跡，可判斷出磁場的方向，根據軌跡的偏轉程度可判斷磁場的強弱，選項C正確，D錯誤。
ABC
3.(多選)下列說法正確的是(　　 )
A.湯姆孫研究陰極射線，用測定粒子比荷的方法發現了電子
B.電子的發現證明了原子是可分的
C.湯姆孫認為原子里面帶正電荷的物質應充斥整個原子，而帶負電的電子，則鑲嵌在球體的某些固定位置
D.湯姆孫原子模型是正確的
解析　通過物理學史可得，選項A正確；根據電子發現的重要意義可得，選項B正確；選項C描述的是湯姆孫原子模型，選項C正確；湯姆孫原子模型本身是錯的，選項D錯誤。
B
題組二　原子的核式結構模型
4.(2024·山東威海高二期末)α粒子散射實驗被評為世界十大經典物理實驗之一，此實驗開創了原子結構研究的先河，為建立現代原子核理論打下了基礎，關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是(　　)
A.湯姆孫根據α粒子散射實驗，提出了原子核的核式結構
B.該實驗需要在真空環境下才能完成
C.該實驗表明α粒子大角度偏轉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，對實驗結果沒有影響
解析　盧瑟福根據α粒子散射實驗，提出了原子核的核式結構，故A錯誤；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果，故B正確；α粒子發生大角度偏轉是與原子核之間的距離較近，同種電荷之間體現庫侖力，相互排斥，故C錯誤；在相同的條件下，改變金箔的厚度對實驗結果有影響，故D錯誤。
A
5.(2024·福建三明一中月考)盧瑟福通過α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型，實驗裝置如圖所示，帶電粒子打到熒光屏上就會產生光斑，為驗證α粒子散射實驗結論，現在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡，則這四處位置一段時間內統計的閃爍次數符合實驗事實的是(　　)
A.1 605、35、11、1 B.1 242、1 305、723、203
C.2、10、655、1 205 D.1 232、1 110、733、203
解析　α離子散射實驗現象是絕大多數粒子直接穿過，
少數發生大角度偏轉，極少數甚至原路返回，故A符
合事實，B、C、D不符合事實。
B
6.在α粒子散射實驗中，使少數α粒子產生大角度偏轉的作用力是(　　)
A.原子核對α粒子的萬有引力 B.原子核對α粒子的庫侖斥力
C.原子核對α粒子的磁場力 D.核外電子對α粒子的引力
解析　α粒子和電子接近時，它們之間就有庫侖引力作用，但由于電子的質量只有α粒子質量的七千三百分之一，α粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個灰塵碰撞一樣，α粒子的運動方向幾乎不改變，只能是原子核對α粒子的庫侖斥力，其力較大，且原子核質量較大，是導致極少數α粒子發生大角度偏轉的原因，故B正確。
D
7.如圖所示為α粒子散射實驗的示意圖，圖中實線表示α粒子運動軌跡。關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是 (　　)
A.盧瑟福在α粒子散射實驗中發現了電子
B.圖中大角度偏轉的α粒子的電勢能先減小后增大
C.根據α粒子散射實驗可以估算原子的大小
D.絕大多數α粒子沿原方向繼續前進說明了帶正電的
原子核占據原子的空間很小
解析　盧瑟福在α粒子散射實驗中沒有發現電子，A錯誤；題圖中大角度偏轉的α粒子受到的電場力先做負功，后做正功，則其電勢能先增大后減小，B錯誤；根據α粒子散射實驗可以估算原子核的大小，C錯誤；絕大多數α粒子沿原方向繼續前進說明了帶正電的原子核占據原子的空間很小，D正確。
B
8.如圖所示為α粒子散射實驗的示意圖，放射源發出的α射線打到金箔上，帶有熒光屏的顯微鏡轉到不同位置進行觀察，圖中1、2、3為其中的三個位置。下列對實驗結果的敘述或依據實驗結果作出的推理正確的是 (　　)
A.在位置2接收到的α粒子最多
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
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大
D.若正電荷均勻分布在原子內，則1、2、3三個位置接收到α粒子的比例應相差不多
解析　由于原子中大部分是空的，故大部分α粒子會沿直線通過金箔，所以在位置3接收到的α粒子最多，故A錯誤；在位置1接收到α粒子，說明α粒子發生了大角度偏轉，可以推測正電荷不可能均勻地分布在原子內，故B正確；位置2接收到的α粒子偏轉程度沒有位置1的大，所以位置1接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更大些，故C錯誤；若正電荷均勻分布在原子內，則1、2位置接收不到α粒子，故D錯誤。
B
A.可能在①區域 B.一定在②區域
C.可能在③、④區域 D.一定在⑤區域
綜合提升練
9.在α粒子散射實驗中，某一α粒子經過某一原子核附近時的運動軌跡如圖中實線所示。圖中P、Q為軌跡上的點，虛線是過P、Q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域。不考慮其他原子核對該α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(　　)
解析　α粒子帶正電，原子核也帶正電，原子核對靠近它
的α粒子產生庫侖斥力，由α粒子運動軌跡的彎曲方向可
知庫侖斥力向下，所以原子核一定在②區域，故B正確。
BD
10.(多選)盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以認為是靜止不動的點電荷。如圖所示，某次實驗中，高速運動的α粒子被位于O點的金原子核散射，實線表示α粒子運動的軌跡，M和N為軌跡上的兩點，N點比M點離核遠，則(　　)
A.α粒子在M點的加速度比在N點的小
B.α粒子在M點的速度比在N點的小
C.α粒子在M點的電勢能比在N點的小
D.α粒子從M點運動到N點，電場力對它做的總功為正功
11.人類對原子結構的認識，涉及許多實驗探究及眾多科學家的創造性思想。
(1)1897年，湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況(圖甲)，斷定陰極射線是________(填“電磁波”或“電子”)，進而認為原子是一個球體，提出原子“西瓜”模型或“________”模型；
(2)1909年，盧瑟福與他的合作者進行了α粒子散射實驗(圖乙)，提出了原子核式結構模型。下列對此實驗與模型的說法，正確的是________。
A.α粒子散射實驗證明了原子核是由質子和中子組成的
B.絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，主要是因為電子的質量太小
C.極少數α粒子穿過金箔后發生大角度偏轉，是因為其受到金原子核的強庫侖斥力
D.α粒子散射實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的
核上
答案　(1)電子　葡萄干面包　(2)CD
解析　(1)湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況，斷定其本質是帶負電的粒子流，并斷定陰極射線是電子；湯姆孫認為正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內，電子鑲嵌其中，提出原子“西瓜”模型或“葡萄干面包”模型。
(2)α粒子散射實驗不能證明原子核內部存在質子，也不會證實原子核由質子和中子組成，故A錯誤；絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，主要是因為原子內部絕大部分空間是空的，故B錯誤；極少數α粒子穿過金箔后發生大角度偏轉，是因為其受到金原子核的強庫侖斥力，故C正確；α粒子散射實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上，故D正確。
培優加強練
12.1890年，湯姆孫利用氣體放電管研究陰極射線，發現了電子，從而認識到原子是可以分割的。氣體放電管的示意圖如圖甲所示。氣體放電管的基本原理是在D1和D2兩極板區域施加電場或磁場，電子在電場或磁場中發生偏轉，通過偏轉情況可分析電子的性質。具體情況可以抽象成如圖乙所示的模型，電子從A點以初速度v0水平進入豎直向上的勻強電場，電場強度為E，然后從B點射出。已知AB連線和電場方向夾角為60°，AB的長度為L，求：
(1)電子的比荷；
(2)撤去電場，在原來的電場區域內施加垂直紙面的
磁場，電子仍從A點以初速度v0水平進入，從B點射
出，則磁場的大小和方向？
解析　(1)電子從A點進入豎直向上的勻強電場，做類平拋運動
垂直于電場線方向有Lsin 60°＝v0t

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