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第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型　 第2节　原子的核式结构模型
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题8分,共80分。
对点题组练
题组一　电子的发现与汤姆孙原子模型
1.下列关于电子的说法错误的是 (　　)
发现电子是从研究阴极射线开始的
汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的
电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有复杂的结构
电子是带负电的,可以在电场和磁场中偏转
2.如图所示,阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空,当左右两个电极连接到高压电源时,阴极会发射电子,电子在电场的加速下飞向阳极,挡板上有一个扁平的狭缝,电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束,长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线,电子束射到荧光板上,显示出电子束的径迹,现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验,下列对该实验的说法正确的是 (　　)
没有施加磁场时,电子束的径迹是一条抛物线
若图中左侧是阴极射线管的阴极,加上图示的磁场,电子束会向上偏转
施加磁场后,根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向,可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性
施加磁场后,结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹,可以判断出磁场的方向,但无法判断出磁场的强弱
3.(多选)下列说法正确的是 (　　)
汤姆孙研究阴极射线,用测定粒子比荷的方法发现了电子
电子的发现证明了原子是可分的
汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子,而带负电的电子,则镶嵌在球体的某些固定位置
汤姆孙原子模型是正确的
题组二　原子的核式结构模型
4.(2024·山东威海高二期末)α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一,此实验开创了原子结构研究的先河,为建立现代原子核理论打下了基础,关于α粒子散射实验,下列说法正确的是 (　　)
汤姆孙根据α粒子散射实验,提出了原子核的核式结构
该实验需要在真空环境下才能完成
该实验表明α粒子大角度偏转可能是与电子直接碰撞造成的
在其他条件相同情况下,只改变金箔的厚度,对实验结果没有影响
5.(2024·福建三明一中月考)卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型,实验装置如图所示,带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑,为验证α粒子散射实验结论,现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜,则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是 (　　)
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粒子散射实验中,使少数α粒子产生大角度偏转的作用力是 (　　)
原子核对α粒子的万有引力
原子核对α粒子的库仑斥力
原子核对α粒子的磁场力
核外电子对α粒子的引力
7.如图所示为α粒子散射实验的示意图,图中实线表示α粒子运动轨迹。关于α粒子散射实验,下列说法正确的是 (　　)
卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大
根据α粒子散射实验可以估算原子的大小
绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小
8.如图所示为α粒子散射实验的示意图,放射源发出的α射线打到金箔上,带有荧光屏的显微镜转到不同位置进行观察,图中1、2、3为其中的三个位置。下列对实验结果的叙述或依据实验结果作出的推理正确的是 (　　)
在位置2接收到的α粒子最多
在位置1接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
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冲量更大
若正电荷均匀分布在原子内,则1、2、3三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
综合提升练
9.在α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的运动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五个区域。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 (　　)
可能在①区域 一定在②区域
可能在③、④区域 一定在⑤区域
10.(多选)卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以认为是静止不动的点电荷。如图所示,某次实验中,高速运动的α粒子被位于O点的金原子核散射,实线表示α粒子运动的轨迹,M和N为轨迹上的两点,N点比M点离核远,则 (　　)
α粒子在M点的加速度比在N点的小
α粒子在M点的速度比在N点的小
α粒子在M点的电势能比在N点的小
α粒子从M点运动到N点,电场力对它做的总功为正功
11.(6分)人类对原子结构的认识,涉及许多实验探究及众多科学家的创造性思想。
(1)1897年,汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况(图甲),断定阴极射线是　　　　
(2分)(填“电磁波”或“电子”),进而认为原子是一个球体,提出原子“西瓜”模型或“　　　　(2分)”模型;
(2)1909年,卢瑟福与他的合作者进行了α粒子散射实验(图乙),提出了原子核式结构模型。下列对此实验与模型的说法,正确的是　　　　(2分)。
A.α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
B.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,主要是因为电子的质量太小
C.极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转,是因为其受到金原子核的强库仑斥力
D.α粒子散射实验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上
培优加强练
12.(14分)1890年,汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线,发现了电子,从而认识到原子是可以分割的。气体放电管的示意图如图甲所示。气体放电管的基本原理是在D1和D2两极板区域施加电场或磁场,电子在电场或磁场中发生偏转,通过偏转情况可分析电子的性质。具体情况可以抽象成如图乙所示的模型,电子从A点以初速度v0水平进入竖直向上的匀强电场,电场强度为E,然后从B点射出。已知AB连线和电场方向夹角为60°,AB的长度为L,求:
(1)(6分)电子的比荷;
(2)(8分)撤去电场,在原来的电场区域内施加垂直纸面的磁场,电子仍从A点以初速度v0水平进入,从B点射出,则磁场的大小和方向
第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型
第2节　原子的核式结构模型
1.B　[汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，选项A正确；汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子，选项B错误；汤姆孙发现电子，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构，选项C正确；电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转，选项D正确。]
2.C　[没有施加磁场时，电子束的径迹是一条直线，选项A错误；若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，根据左手定则可知，电子束会向下偏转，选项B错误；施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由左手定则以及相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性，同理结合阴极射线管两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可判断出磁场的方向，根据轨迹的偏转程度可判断磁场的强弱，选项C正确，D错误。]
3.ABC　[通过物理学史可得，选项A正确；根据电子发现的重要意义可得，选项B正确；选项C描述的是汤姆孙原子模型，选项C正确；汤姆孙原子模型本身是错的，选项D错误。]
4.B　[卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核的核式结构，故A错误；α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成，避免α粒子和空气中的原子碰撞影响实验结果，故B正确；α粒子发生大角度偏转是与原子核之间的距离较近，同种电荷之间体现库仑力，相互排斥，故C错误；在相同的条件下，改变金箔的厚度对实验结果有影响，故D错误。]
5.A　[α离子散射实验现象是绝大多数粒子直接穿过，少数发生大角度偏转，极少数甚至原路返回，故A符合事实，B、C、D不符合事实。]
6.B　[α粒子和电子接近时，它们之间就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的七千三百分之一，α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子的运动方向几乎不改变，只能是原子核对α粒子的库仑斥力，其力较大，且原子核质量较大，是导致极少数α粒子发生大角度偏转的原因，故B正确。]
7.D　[卢瑟福在α粒子散射实验中没有发现电子，A错误；题图中大角度偏转的α粒子受到的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，B错误；根据α粒子散射实验可以估算原子核的大小，C错误；绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小，D正确。]
8.B　[由于原子中大部分是空的，故大部分α粒子会沿直线通过金箔，所以在位置3接收到的α粒子最多，故A错误；在位置1接收到α粒子，说明α粒子发生了大角度偏转，可以推测正电荷不可能均匀地分布在原子内，故B正确；位置2接收到的α粒子偏转程度没有位置1的大，所以位置1接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大些，故C错误；若正电荷均匀分布在原子内，则1、2位置接收不到α粒子，故D错误。]
9.B　[α粒子带正电，原子核也带正电，原子核对靠近它的α粒子产生库仑斥力，由α粒子运动轨迹的弯曲方向可知库仑斥力向下，所以原子核一定在②区域，故B正确。]
10.BD　[根据F＝k可知，离金原子核越近，库仑力越大，所以α粒子在M点受库仑斥力大，加速度大，A错误；α粒子靠近金原子核时，斥力做负功，电势能增大，动能减小，离原子核越近，电势能越大，动能越小，所以α粒子在M点的电势能比在N点的大，α粒子在M点的动能比在N点的小，α粒子在M点的速度比在N点的小，B正确，C错误；α粒子从M点运动到N点，速度增大，根据动能定理可知，电场力对它做的总功为正功，D正确。]
11.(1)电子　葡萄干面包　(2)CD　[(1)汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定其本质是带负电的粒子流，并断定阴极射线是电子；汤姆孙认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，提出原子“西瓜”模型或“葡萄干面包”模型。
(2)α粒子散射实验不能证明原子核内部存在质子，也不会证实原子核由质子和中子组成，故A错误；绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为原子内部绝大部分空间是空的，故B错误；极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力，故C正确；α粒子散射实验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上，故D正确。]
12.(1)　(2)　垂直纸面向里
解析　(1)电子从A点进入竖直向上的匀强电场，做类平抛运动
垂直于电场线方向有Lsin 60°＝v0t
沿电场的反方向有Lcos 60°＝at2
根据牛顿第二定律有qE＝ma
联立可得＝。
(2)撒去电场，加上磁场后，电子做匀速圆周运动，
由几何关系可得轨迹半径r＝L
由洛伦兹力提供向心力有qv0B＝m
联立解得B＝，由左手定则知，磁场方向垂直纸面向里。第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型
第2节　原子的核式结构模型
学习目标　1.了解阴极射线的组成，体会电子发现过程中所蕴含的科学方法。2.了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象。3.理解卢瑟福的原子核式结构模型。4.知道原子和原子核大小的数量级。
知识点一　电子的发现与汤姆孙原子模型
1.物质结构的早期探究
(1)古人对物质的认识
①我国古代的“五行说”认为，万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的。
②古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。
③古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的____________，认为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，即“原子”。
(2)大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构
①1661年，____________以化学实验为基础建立了科学的元素论。
②19世纪初，____________提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。
③1811年，意大利化学家____________提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。
2.电子的发现
(1)阴极射线：科学家在研究____________放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为____________。
(2)汤姆孙对阴极射线本质的探究
①通过使阴极射线粒子受到的静电力和洛伦兹力平衡等方法，确定了阴极射线粒子的本质是带________电的粒子流，并确定了其速度，测量出了这些粒子的比荷。
②把各种不同的气体充入管内，用不同的金属分别制成阴极，实验测出的________大体相同，说明这种带电粒子是组成各种物质的共同成分。
(3)结论
阴极射线粒子是电荷量大小与氢离子相同、而质量比氢离子小得多的粒子，汤姆孙把这种带电粒子称为________。
(4)意义
电子的发现说明原子具有一定的结构，也就是说原子是由________和其他物质组成的。
3.汤姆孙原子模型
汤姆孙认为，原子带________的部分充斥整个原子，很小很轻的________镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的 “葡萄干面包”模型。
【思考】 如图所示，接通真空管(又称阴极射线管)的电源，将条形磁铁的一个磁极靠近射线管，观察阴极射线是否偏转，向什么方向偏转；把另一个磁极靠近射线管，观察射线的偏转情况。
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(1)你认为射线的偏转是什么原因造成的？
(2)你能通过射线偏转的情况来确定射线粒子流携带的是哪种电荷吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　阴极射线在电场和磁场中的偏转
例1 如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是 (　　)
A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场，电场方向沿z轴负方向
D.加一电场，电场方向沿y轴正方向
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练1 (多选)当阴极射线通过匀强电场E或匀强磁场B时，如图中射线形状中正确的是(　　)
角度2　阴极射线中带电粒子比荷的测定
例2 (鲁科版教材P88节练习T3改编)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷，他的研究装置如图所示。
真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A、B中心的小孔沿直线进入到两块水平正对放置的平行金属板D1、D2的区域，金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。按图示方式施加电场强度为E的电场之后，射线发生偏转并射到屏上P2点。为了抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的匀强磁场。
(1)匀强磁场的方向为________。
(2)若施加的匀强磁场磁感应强度为B，求出阴极射线的速度v的表达式________。
(3)去掉D1、D2间的电场，只保留(2)中的匀强磁场B。由于磁场方向与射线运动方向垂直，阴极射线在D1、D2之间有磁场的区域内会形成一个半径为r的圆弧，使得阴极射线落在屏上P3点。根据题目所有信息推导电子比荷的表达式为________________。
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测定带电粒子比荷的方法
1.利用磁偏转测比荷
由qvB＝m得＝，只需知道磁感应强度B、带电粒子的初速度v和偏转半径r即可。
2.利用电偏转测比荷
偏转量y＝at2＝()2，故＝。所以在偏转电场的U、d(平行板电容器两极板间的距离)、L(平行板电容器极板的长度)已知时，只需测量粒子进入偏转电场的初速度v和出偏转电场的偏转量y即可。
3.利用加速电场测比荷
由动能定理得qU＝mv2，因此＝，在U已知时，只需测出粒子出加速电场时的速度v即可。
以上三种方法中都需要测出粒子的运动速度v。粒子的运动速度v通常用速度选择器来测定，如图所示，让带电粒子通过正交的电磁场，让其做匀速直线运动，根据二力平衡即F洛＝F电(qvB＝qE)得到粒子的运动速度v＝。
　　
知识点二　原子的核式结构模型
如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福和他的合作者进行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？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.α粒子散射实验
(1)实验装置
(2)实验方法
在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋(Po)，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到______________上。α粒子穿过________后，打到环形荧光屏上，产生一个个闪烁的光点，这些光点可用显微镜观察到。
(3)实验结果
________α粒子穿过金箔后，仍沿____________方向前进，但有________________α粒子发生了____________偏转，有____________α粒子的偏转角超过了________，有的甚至被____________，α粒子被反射回来的概率有________。
2.卢瑟福原子模型
(1)原子核式结构模型
①原子内部有一个很小的核，称为__________，原子的全部____________及几乎全部的________都集中在原子核内；________在原子核外面运动。
②原子核式结构模型又被称为________模型。
(2)原子的大小
①原子直径数量级：________。
②原子核直径数量级：________。
【思考】 如图所示为α粒子散射示意图。
(1)为什么绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来运动方向前进？
(2)为什么少数的α粒子穿过金箔后，发生了大角度的偏转？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　α粒子散射实验
例3 1909年，物理学家卢瑟福和他的合作者用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(　　)
A.α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B.在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子发生了较大角度的偏转
C.α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
D.通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10－10 m
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α粒子散射实验现象的分析
(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量比它本身大得多的物质的作用。汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射。
(3)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在体积很小的核内。　　
训练2 卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的α粒子。实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数的偏转角度甚至大于90°，于是卢瑟福大胆猜想(　　)
A.原子半径的数量级是10－10m
B.原子核内存在质子和中子
C.原子内部有体积很小、质量很大的核
D.造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中电子的作用
角度2　卢瑟福原子模型
例4 (多选)卢瑟福提出的原子核式结构学说包括下列哪些内容(　　)
A.原子中心有一个很小的核
B.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
C.原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
D.带负电的电子在核外空间绕原子核旋转
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
总结提升　汤姆孙原子模型与卢瑟福原子模型的区别
汤姆孙的“葡萄干面包”模型 卢瑟福的原子核式结构模型
分布情况 正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中 正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内
α粒子的受力情况 α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零 少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小
α粒子的偏转情况 不会发生大角度偏转，更不会被弹回 绝大多数α粒子运动方向不变；少数α粒子发生较大的偏转；极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回
分析结论 不符合α粒子散射现象 符合α粒子散射现象
电子的存在状态 电子在原子内均匀分布 电子绕原子核高速运动
训练3 人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是“葡萄干面包”模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A.α粒子散射实验与“葡萄干面包”模型和核式结构模型的建立无关
B.科学家通过α粒子散射实验否定了“葡萄干面包”模型，建立了核式结构模型
C.科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了“葡萄干面包”模型
D.科学家通过α粒子散射实验否定了“葡萄干面包”模型和核式结构模型
随堂对点自测
1.(阴极射线)(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(　　)
A.若在D1、D2两极板之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的中心P1点
B.若在D1、D2两极板之间仅加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C.若在D1、D2两极板之间仅加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D.若在D1、D2两极板之间仅加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转
2.(汤姆孙原子模型)关于汤姆孙原子模型的说法正确的是(　　)
A.汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的
B.汤姆孙认为原子是实心的
C.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心
D.汤姆孙通过实验发现了质子
3.(α粒子散射实验)(多选)α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.荧光屏在C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少
B.该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
C.荧光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多
D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内
4.(原子的核式结构模型)卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出的理论是(　　)
A.原子的核式结构模型
B.电子是原子的组成部分
C.原子核由质子和中子组成
D.原子核是由质子和中子组成
第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型
第2节　原子的核式结构模型
知识点一
1.(1)③原子论　(2)①玻意耳　②道尔顿　③阿伏伽德罗
2.(1)稀薄气体　阴极射线　(2)①负　②比荷　(3)电子　(4)电子
3.正电　电子
[思考] 提示　(1)运动电荷在磁场中受到洛伦兹力。
(2)根据左手定则，结合磁场方向、粒子运动方向，可以判断出射线粒子流携带的电荷是正电荷还是负电荷。
例1 B　[加磁场时，由左手定则可判断磁场方向应沿y轴正方向；加电场时，电场方向应沿z轴正方向，B正确。]
训练1 ACD　[阴极射线是带负电的粒子流，在电场中受到的电场力与电场方向相反，当粒子初速度与电场垂直时，粒子在电场中做类平抛运动，A正确，B错误；在磁场中受到洛伦兹力，只能改变运动的方向，不能改变运动速度的大小，所以在磁场中做圆周运动，由左手定则可以确定洛伦兹力的方向，C、D正确。]
例2 (1)垂直纸面向里　(2)v＝　(3) ＝　[(1) 由图可知，电子所受电场力的方向竖直向上，加上磁场后电子不发生偏转，则电子做匀速直线运动，所以洛伦兹力方向竖直向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。
(2) 电子做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件eE＝evB得v＝。
(3) 去掉D1、D2间的电场，只保留(2)中的匀强磁场B，电子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由evB＝m得电子比荷的表达式为＝。]
知识点二
导学
提示　(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7 300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带荧光屏的显微镜：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。
知识梳理
1.(2)金箔　金箔　(3)绝大多数　原来的　少数　较大的
极少数　90°　原路弹回　
2.(1)①原子核　正电荷　质量　电子　②行星　(2)①10－10 m　②10－15 m
[思考] 提示　(1)因为原子核很小，所以绝大多数α粒子穿过原子时，离核较远，受到原子核的斥力很小，基本上仍沿原来运动方向前进。
(2)少数α粒子十分接近原子核穿过时，受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转。
例3 C　[α粒子发生偏转是由于它受到原子核的斥力，并不是跟电子发生了碰撞，A错误；在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，实验表明原子中心的核带有原子的全部正电和几乎全部质量，B错误，C正确；α粒子散射实验可以估算出原子核半径的数量级是10－15 m，D错误。]
训练2 C　[原子半径的数量级是通过油膜法测出来的，该实验不能确定原子半径的数量级，故A错误；故B错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，说明原子的中心有一个体积很小的核；从极少数α粒子发生了大角度的偏转，说明原子中心的核带有原子的全部正电和绝大部分质量，故C正确；造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中心正电荷的库仑力作用，故D错误。]
例4 ABD　[卢瑟福提出的原子核式结构模型是：原子中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷及几乎全部的质量都集中在原子核内，电子在核外绕原子核旋转，故A、B、D正确。]
训练3 B　[卢瑟福通过α粒子散射实验否定了汤姆孙的“葡萄干面包”模型，建立了原子的核式结构模型，故B正确，A、C、D错误。]
随堂对点自测
1.AC　[阴极射线是电子流，当D1、D2两极板之间不加电场和磁场时，因电子所受的重力可以忽略不计，阴极射线不发生偏转，将打到最右端的中心P1点，选项A正确；阴极射线在电场中偏转时应偏向D1、D2带正电的极板一侧，选项C正确，B错误；加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，选项D错误。]
2.B　[汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来的，不是以严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球体，原子带正电的部分应充斥在整个球体内，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，B正确，C错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误。]
3.AB　[根据α粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，选项A正确，C错误；该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是原子质量均匀地分布在原子内，选项B正确，D错误。]
4.A　[α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度的偏转，这种现象葡萄干面包模型不能够解释，卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出了原子的核式结构模型，故A正确。](共64张PPT)
第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型
第2节　原子的核式结构模型
第4章 原子结构
1.了解阴极射线的组成，体会电子发现过程中所蕴含的科学方法。2.了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象。3.理解卢瑟福的原子核式结构模型。4.知道原子和原子核大小的数量级。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　原子的核式结构模型
知识点一　电子的发现与汤姆孙原子模型
知识点一　电子的发现与汤姆孙原子模型
1.物质结构的早期探究
(1)古人对物质的认识
①我国古代的“五行说”认为，万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的。
②古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。
③古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的________，认为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，即“原子”。
原子论
(2)大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构
①1661年，________以化学实验为基础建立了科学的元素论。
②19世纪初，________提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。
③1811年，意大利化学家____________提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。
玻意耳
道尔顿
阿伏伽德罗
2.电子的发现
(1)阴极射线：科学家在研究__________放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为__________。
(2)汤姆孙对阴极射线本质的探究
①通过使阴极射线粒子受到的静电力和洛伦兹力平衡等方法，确定了阴极射线粒子的本质是带____电的粒子流，并确定了其速度，测量出了这些粒子的比荷。
②把各种不同的气体充入管内，用不同的金属分别制成阴极，实验测出的______大体相同，说明这种带电粒子是组成各种物质的共同成分。
稀薄气体
阴极射线
比荷
负
(3)结论
阴极射线粒子是电荷量大小与氢离子相同、而质量比氢离子小得多的粒子，汤姆孙把这种带电粒子称为______。
(4)意义
电子的发现说明原子具有一定的结构，也就是说原子是由______和其他物质组成的。
电子
电子
3.汤姆孙原子模型
汤姆孙认为，原子带______的部分充斥整个原子，很小很轻的______镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的 “葡萄干面包”模型。
正电
电子
【思考】 如图所示，接通真空管(又称阴极射线管)的电源，将条形磁铁的一个磁极靠近射线管，观察阴极射线是否偏转，向什么方向偏转；把另一个磁极靠近射线管，观察射线的偏转情况。
(1)你认为射线的偏转是什么原因造成的？
(2)你能通过射线偏转的情况来确定射线粒子流携带的是哪
种电荷吗？
提示　(1)运动电荷在磁场中受到洛伦兹力。
(2)根据左手定则，结合磁场方向、粒子运动方向，可以判断出射线粒子流携带的电荷是正电荷还是负电荷。
角度1　阴极射线在电场和磁场中的偏转
例1 如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是 (　　)
B
A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场，电场方向沿z轴负方向
D.加一电场，电场方向沿y轴正方向
解析　加磁场时，由左手定则可判断磁场方向应沿y轴正方向；加电场时，电场方向应沿z轴正方向，B正确。
ACD
训练1 (多选)当阴极射线通过匀强电场E或匀强磁场B时，如图中射线形状中正确的是(　 　)
解析　阴极射线是带负电的粒子流，
在电场中受到的电场力与电场方向
相反，当粒子初速度与电场垂直时，
粒子在电场中做类平抛运动，A正确，B错误；在磁场中受到洛伦兹力，只能改变运动的方向，不能改变运动速度的大小，所以在磁场中做圆周运动，由左手定则可以确定洛伦兹力的方向，C、D正确。
角度2　阴极射线中带电粒子比荷的测定
例2 (鲁科版教材P88节练习T3改编)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷，他的研究装置如图所示。
真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A、B中心的小孔沿直线进入到两块水平正对放置的平行金属板D1、D2的区域，金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。按图示方式施加电场强度为E的电场之后，射线发生偏转并射到屏上P2点。为了抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的匀强磁场。
(1)匀强磁场的方向为________。
(2)若施加的匀强磁场磁感应强度为B，求出
阴极射线的速度v的表达式________。
(3)去掉D1、D2间的电场，只保留(2)中的匀强磁场B。由于磁场方向与射线运动方向垂直，阴极射线在D1、D2之间有磁场的区域内会形成一个半径为r的圆弧，使得阴极射线落在屏上P3点。根据题目所有信息推导电子比荷的表达式为________________。
解析　(1) 由图可知，电子所受电场力的方向竖
直向上，加上磁场后电子不发生偏转，则电子
做匀速直线运动，所以洛伦兹力方向竖直向下，
根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。
知识点二　原子的核式结构模型
如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福和他的合作者进行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？
1.α粒子散射实验
(1)实验装置
金箔
金箔
绝大多数
原来的
少数
较大的
极少数
90°
原路弹回
2.卢瑟福原子模型
(1)原子核式结构模型
①原子内部有一个很小的核，称为________，原子的全部________及几乎全部的______都集中在原子核内；______在原子核外面运动。
②原子核式结构模型又被称为______模型。
(2)原子的大小
①原子直径数量级：___________。
②原子核直径数量级：_________。
原子核
正电荷
质量
电子
行星
10－10 m
10－15 m
【思考】 如图所示为α粒子散射示意图。
(1)为什么绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上
仍沿原来运动方向前进？
(2)为什么少数的α粒子穿过金箔后，发生了大角
度的偏转？
提示　(1)因为原子核很小，所以绝大多数α粒子穿过原子时，离核较远，受到原子核的斥力很小，基本上仍沿原来运动方向前进。
(2)少数α粒子十分接近原子核穿过时，受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转。
C
角度1　α粒子散射实验
例3 1909年，物理学家卢瑟福和他的合作者用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(　　)
A.α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B.在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子发生
了较大角度的偏转
C.α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的
核几乎占有原子的全部质量
D.通过α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是10－10 m
解析　α粒子发生偏转是由于它受到原子核的斥力，并不是跟电子发生了碰撞，A错误；在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，实验表明原子中心的核带有原子的全部正电和几乎全部质量，B错误，C正确；α粒子散射实验可以估算出原子核半径的数量级是10－15 m，D错误。
α粒子散射实验现象的分析
(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量比它本身大得多的物质的作用。汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射。
(3)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在体积很小的核内。
训练2 卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的α粒子。实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数的偏转角度甚至大于90°，于是卢瑟福大胆猜想(　　)
C
A.原子半径的数量级是10－10m
B.原子核内存在质子和中子
C.原子内部有体积很小、质量很大的核
D.造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中
电子的作用
解析　原子半径的数量级是通过油膜法测出来的，该实验不能确定原子半径的数量级，故A错误；故B错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，说明原子的中心有一个体积很小的核；从极少数α粒子发生了大角度的偏转，说明原子中心的核带有原子的全部正电和绝大部分质量，故C正确；造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中心正电荷的库仑力作用，故D错误。
角度2　卢瑟福原子模型
例4 (多选)卢瑟福提出的原子核式结构学说包括下列哪些内容(　 　)
A.原子中心有一个很小的核
B.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
C.原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
D.带负电的电子在核外空间绕原子核旋转
ABD
解析　卢瑟福提出的原子核式结构模型是：原子中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷及几乎全部的质量都集中在原子核内，电子在核外绕原子核旋转，故A、B、D正确。
总结提升　汤姆孙原子模型与卢瑟福原子模型的区别
汤姆孙的“葡萄干面包”模型 卢瑟福的原子核式结构模型
分布情况 正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中 正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内
α粒子的受力情况 α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零 少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小
α粒子的偏转情况 不会发生大角度偏转，更不会被弹回 绝大多数α粒子运动方向不变；少数α粒子发生较大的偏转；极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回
分析结论 不符合α粒子散射现象 符合α粒子散射现象
电子的存在状态 电子在原子内均匀分布 电子绕原子核高速运动
训练3 人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是“葡萄干面包”模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示。下列说法中正确的是(　　)
B
A.α粒子散射实验与“葡萄干面包”模型和核式
结构模型的建立无关
B.科学家通过α粒子散射实验否定了“葡萄干面
包”模型，建立了核式结构模型
C.科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模
型，建立了“葡萄干面包”模型
D.科学家通过α粒子散射实验否定了“葡萄干面包”模型和核式结构模型
解析　卢瑟福通过α粒子散射实验否定了汤姆孙的“葡萄干面包”模型，建立了原子的核式结构模型，故B正确，A、C、D错误。
随堂对点自测
2
AC
1.(阴极射线)(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(　　)
A.若在D1、D2两极板之间不加电场和磁场，
则阴极射线应打到最右端的中心P1点
B.若在D1、D2两极板之间仅加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C.若在D1、D2两极板之间仅加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D.若在D1、D2两极板之间仅加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转
解析　阴极射线是电子流，当D1、D2两极板之间不加电场和磁场时，因电子所受的重力可以忽略不计，阴极射线不发生偏转，将打到最右端的中心P1点，选项A正确；阴极射线在电场中偏转时应偏向D1、D2带正电的极板一侧，选项C正确，B错误；加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，选项D错误。
B
2.(汤姆孙原子模型)关于汤姆孙原子模型的说法正确的是(　　)
A.汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的
B.汤姆孙认为原子是实心的
C.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心
D.汤姆孙通过实验发现了质子
解析　汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来的，不是以严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球体，原子带正电的部分应充斥在整个球体内，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，B正确，C错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误。
AB
3.(α粒子散射实验)(多选)α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.荧光屏在C位置的亮斑比在A、B位
置的亮斑少
B.该实验说明原子的正电荷和绝大部
分质量集中在一个很小的核上
C.荧光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多
D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内
解析　根据α粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，选项A正确，C错误；该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是原子质量均匀地分布在原子内，选项B正确，D错误。
A
4.(原子的核式结构模型)卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出的理论是(　　)
A.原子的核式结构模型
B.电子是原子的组成部分
C.原子核由质子和中子组成
D.原子核是由质子和中子组成
解析　α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度的偏转，这种现象葡萄干面包模型不能够解释，卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出了原子的核式结构模型，故A正确。
课后巩固训练
3
B
题组一　电子的发现与汤姆孙原子模型
1.下列关于电子的说法错误的是(　　)
A.发现电子是从研究阴极射线开始的
B.汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的
C.电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构
D.电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转
对点题组练
解析　汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，选项A正确；汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子，选项B错误；汤姆孙发现电子，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构，选项C正确；电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转，选项D正确。
C
2.如图所示，阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是(　　)
A.没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线
B.若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，
电子束会向上偏转
C.施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，
可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性
D.施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束
在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱
解析　没有施加磁场时，电子束的径迹是一条直线，选项A错误；若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，根据左手定则可知，电子束会向下偏转，选项B错误；施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由左手定则以及相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性，同理结合阴极射线管两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可判断出磁场的方向，根据轨迹的偏转程度可判断磁场的强弱，选项C正确，D错误。
ABC
3.(多选)下列说法正确的是(　　 )
A.汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子
B.电子的发现证明了原子是可分的
C.汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置
D.汤姆孙原子模型是正确的
解析　通过物理学史可得，选项A正确；根据电子发现的重要意义可得，选项B正确；选项C描述的是汤姆孙原子模型，选项C正确；汤姆孙原子模型本身是错的，选项D错误。
B
题组二　原子的核式结构模型
4.(2024·山东威海高二期末)α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，为建立现代原子核理论打下了基础，关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(　　)
A.汤姆孙根据α粒子散射实验，提出了原子核的核式结构
B.该实验需要在真空环境下才能完成
C.该实验表明α粒子大角度偏转可能是与电子直接碰撞造成的
D.在其他条件相同情况下，只改变金箔的厚度，对实验结果没有影响
解析　卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核的核式结构，故A错误；α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成，避免α粒子和空气中的原子碰撞影响实验结果，故B正确；α粒子发生大角度偏转是与原子核之间的距离较近，同种电荷之间体现库仑力，相互排斥，故C错误；在相同的条件下，改变金箔的厚度对实验结果有影响，故D错误。
A
5.(2024·福建三明一中月考)卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是(　　)
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离子散射实验现象是绝大多数粒子直接穿过，
少数发生大角度偏转，极少数甚至原路返回，故A符
合事实，B、C、D不符合事实。
B
6.在α粒子散射实验中，使少数α粒子产生大角度偏转的作用力是(　　)
A.原子核对α粒子的万有引力 B.原子核对α粒子的库仑斥力
C.原子核对α粒子的磁场力 D.核外电子对α粒子的引力
解析　α粒子和电子接近时，它们之间就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的七千三百分之一，α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子的运动方向几乎不改变，只能是原子核对α粒子的库仑斥力，其力较大，且原子核质量较大，是导致极少数α粒子发生大角度偏转的原因，故B正确。
D
7.如图所示为α粒子散射实验的示意图，图中实线表示α粒子运动轨迹。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是 (　　)
A.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B.图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大
C.根据α粒子散射实验可以估算原子的大小
D.绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的
原子核占据原子的空间很小
解析　卢瑟福在α粒子散射实验中没有发现电子，A错误；题图中大角度偏转的α粒子受到的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，B错误；根据α粒子散射实验可以估算原子核的大小，C错误；绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小，D正确。
B
8.如图所示为α粒子散射实验的示意图，放射源发出的α射线打到金箔上，带有荧光屏的显微镜转到不同位置进行观察，图中1、2、3为其中的三个位置。下列对实验结果的叙述或依据实验结果作出的推理正确的是 (　　)
A.在位置2接收到的α粒子最多
B.在位置1接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布
在原子内
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冲量更大
D.若正电荷均匀分布在原子内，则1、2、3三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
解析　由于原子中大部分是空的，故大部分α粒子会沿直线通过金箔，所以在位置3接收到的α粒子最多，故A错误；在位置1接收到α粒子，说明α粒子发生了大角度偏转，可以推测正电荷不可能均匀地分布在原子内，故B正确；位置2接收到的α粒子偏转程度没有位置1的大，所以位置1接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大些，故C错误；若正电荷均匀分布在原子内，则1、2位置接收不到α粒子，故D错误。
B
A.可能在①区域 B.一定在②区域
C.可能在③、④区域 D.一定在⑤区域
综合提升练
9.在α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的运动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五个区域。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(　　)
解析　α粒子带正电，原子核也带正电，原子核对靠近它
的α粒子产生库仑斥力，由α粒子运动轨迹的弯曲方向可
知库仑斥力向下，所以原子核一定在②区域，故B正确。
BD
10.(多选)卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以认为是静止不动的点电荷。如图所示，某次实验中，高速运动的α粒子被位于O点的金原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M和N为轨迹上的两点，N点比M点离核远，则(　　)
A.α粒子在M点的加速度比在N点的小
B.α粒子在M点的速度比在N点的小
C.α粒子在M点的电势能比在N点的小
D.α粒子从M点运动到N点，电场力对它做的总功为正功
11.人类对原子结构的认识，涉及许多实验探究及众多科学家的创造性思想。
(1)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况(图甲)，断定阴极射线是________(填“电磁波”或“电子”)，进而认为原子是一个球体，提出原子“西瓜”模型或“________”模型；
(2)1909年，卢瑟福与他的合作者进行了α粒子散射实验(图乙)，提出了原子核式结构模型。下列对此实验与模型的说法，正确的是________。
A.α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
B.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为电子的质量太小
C.极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力
D.α粒子散射实验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
核上
答案　(1)电子　葡萄干面包　(2)CD
解析　(1)汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定其本质是带负电的粒子流，并断定阴极射线是电子；汤姆孙认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，提出原子“西瓜”模型或“葡萄干面包”模型。
(2)α粒子散射实验不能证明原子核内部存在质子，也不会证实原子核由质子和中子组成，故A错误；绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为原子内部绝大部分空间是空的，故B错误；极少数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力，故C正确；α粒子散射实验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上，故D正确。
培优加强练
12.1890年，汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子，从而认识到原子是可以分割的。气体放电管的示意图如图甲所示。气体放电管的基本原理是在D1和D2两极板区域施加电场或磁场，电子在电场或磁场中发生偏转，通过偏转情况可分析电子的性质。具体情况可以抽象成如图乙所示的模型，电子从A点以初速度v0水平进入竖直向上的匀强电场，电场强度为E，然后从B点射出。已知AB连线和电场方向夹角为60°，AB的长度为L，求：
(1)电子的比荷；
(2)撤去电场，在原来的电场区域内施加垂直纸面的
磁场，电子仍从A点以初速度v0水平进入，从B点射
出，则磁场的大小和方向？
解析　(1)电子从A点进入竖直向上的匀强电场，做类平抛运动
垂直于电场线方向有Lsin 60°＝v0t

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