第三章原子结构之谜
第二节原子的结构
A级抓基础
1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是()
A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究
C．天然放射性现象的发现D．质子的发现
答案：A
2．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑到α粒子跟电子碰撞，这是因为()
A．电子体积非常小，以至于α粒子碰不到它
B．电子质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小
C．α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受到电子作用的合外力为零
解析：α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，不改变运动的轨迹，故B正确，A、C、D错误．
答案：B
3．(多选)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原因是原子中电子对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．能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子
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，电子对它的影响可忽略，故A错、B对；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，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对．
答案：BCD
4．如图所示，X表示金的原子核，α粒子射向金核时被散射，设入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的()
解析：图A中金核与α粒子之间相互排斥，α粒子会向远离金核的方向运动，所以图中较靠近金核的粒子会向下方偏转，故A错误；图B中，金核与α粒子之间相互排斥，α粒子会向远离金核的方向运动，故B错误；图C中，离金核越远的α粒子受到的斥力越小，运动轨迹的曲率半径越大，故C错误；图D中，离金核越远的α粒子受到的斥力越小，运动轨迹的曲率半径越大，故D正确．答案：D
B级提能力
5．(多选)在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子()
A．一直受到重金属原子核的斥力作用
B．动能不断减小
C．电势能先增大后减小
D．出现大角度偏转是与电子碰撞的结果
解析：α粒子和原子核均带正电荷，相互排斥，A正确；少数α粒子发生了大角度偏转，α粒子与原子核先靠近后远离，故库仑斥力先做负功后做正功，根据功能关系，电势能先增加后减小，动能先减小后增加，BD错误、C正确．
答案：AC
6．(多选)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．势能最小
C．α粒子与金原子组成的系统的能量小
D．所受原子核的斥力最大
解析：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
7．(多选)在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的α粒子() A．更接近原子核
B．更远离原子核
C．受到一个以上的原子核作用
D．受到原子核较大的冲量作用
解析：由于原子的体积远远大于原子核的体积，当α粒子穿越
某一个原子的空间时，其他原子核距α粒子相对较远，而且其他原子核对α粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的这个α粒子并非由于受到多个原子核作用，C错；由库仑定律可知，α粒子受到的斥力与距离的平方成反比，α粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A对，B错；当α粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大，D对．
答案：AD
8．(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
解析：在α粒子从K到离原子核最近的过程中，库仑斥力做负功，动能逐渐减小，电势能逐渐增加；在α粒子从离原子核最近到R 的过程中，库仑斥力做正功，动能增加，电势能减小．故C、D正确．答案：CD
9.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 ．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，故应选
A.
答案：A
10．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 r ·k mr ；其运动周期为 T ＝2π ω＝2πr e ·
mr k ，其等效电流I ＝e T ＝e 22πr k mr . 答案：e r
k mr e 22πr
k mr