（全國(guó)通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型學(xué)案 新人教版選修3-5

《（全國(guó)通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型學(xué)案 新人教版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型學(xué)案 新人教版選修3-5（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二節(jié)　原子的核式結(jié)構(gòu)模型 　學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) ※※ 掌握α粒子的散射實(shí)驗(yàn)及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ※ 了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型及原子核的電荷與尺度 ※ 理解原子核式結(jié)構(gòu)提出的主要思想 　知 識(shí) 導(dǎo) 圖 知識(shí)點(diǎn)1　湯姆孫的棗糕式模型 湯姆孫在發(fā)現(xiàn)電子后，便投入了對(duì)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索，他運(yùn)用豐富的想象，提出了原子__棗糕__模型(如圖所示)。在這個(gè)模型里，湯姆孫把原子看作一個(gè)球體，正電荷__均勻__地分布在整個(gè)球內(nèi)，電子象棗糕上的棗子一樣嵌在球中，被__正電荷__吸引著。原子內(nèi)正、負(fù)電荷__相等__，因此原子的整體呈__中__性。 知識(shí)點(diǎn)2　α粒子散射實(shí)驗(yàn) 1909～

2、1911年盧瑟福和他的助手做了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，獲得了重要的發(fā)現(xiàn)。 1．實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示) 說(shuō)明：(1)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在真空中進(jìn)行。 (2)金箔很薄，α粒子(He核)很容易穿過(guò)。 2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿__原來(lái)的方向前進(jìn)__，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了__較大__的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子被__反向彈回__。 3．實(shí)驗(yàn)意義 盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了__核式結(jié)構(gòu)__模型。 知識(shí)點(diǎn)3　盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型 盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了原子核的核式結(jié)構(gòu)： 原子中心有一個(gè)很小的核，叫__原子核__，原子的全部__正__

3、電荷和幾乎全部__質(zhì)量__都集中在核里，帶負(fù)電的__電子__在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。(如圖所示) 知識(shí)點(diǎn)4　原子核的電荷與尺度 原子核的電荷數(shù)等于核外__電子__數(shù)，接近于原子序數(shù)，原子核大小的數(shù)量級(jí)為_(kāi)_10－15__m，原子大小數(shù)量級(jí)為_(kāi)_10－10__m，兩者相差十萬(wàn)倍之多，可見(jiàn)原子內(nèi)部十分“空曠”。若原子相當(dāng)于一個(gè)立體的足球場(chǎng)的話，則原子核就象足球場(chǎng)中的一粒米。 預(yù)習(xí)反饋 『判一判』 (1)湯姆孫的棗糕式模型認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)。(√) (2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中絕大多數(shù)α粒子都發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)。(×) (3)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為原子中帶

4、正電的部分體積很小，電子在正電體外面運(yùn)動(dòng)。(√) (4)原子核的電荷數(shù)等于核中的中子數(shù)。(×) (5)對(duì)于一般的原子，由于原子核很小，所以內(nèi)部十分空曠。(√) 『選一選』 英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用α粒子轟擊金箔，為了解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，如圖所示，O表示金原子核的位置，曲線ab和cd表示經(jīng)過(guò)金原子核附近的α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，能正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖是(　D　) 解析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)的原因是α粒子與金原子核間存在庫(kù)侖斥力，因此，僅有D圖正確。 『想一想』 有人認(rèn)為α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到了金箔原子上，好像兩個(gè)玻璃球的碰撞一樣發(fā)生的反彈，這種觀點(diǎn)正確嗎？

5、 答案：不正確 解析：α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫(kù)侖斥力的作用，在微觀領(lǐng)域庫(kù)侖斥力非常強(qiáng)大，二者無(wú)法碰在一起。 探究一　α粒子散射實(shí)驗(yàn)　 S　1 如圖所示為α粒子散射的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，α粒子為什么會(huì)發(fā)生大角度散射？ 提示：α粒子受到原子核的庫(kù)侖力 G　 1．α粒子的散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫的原子模型 (1)α粒子在穿過(guò)原子之間時(shí)，所受周圍的正、負(fù)電荷作用的庫(kù)侖力是平衡的，α粒子不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 (2)α粒子正對(duì)著電子射來(lái)，質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子的電子不可能使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，更不可能使它反彈。 2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋 (1)當(dāng)α粒子

6、穿過(guò)原子時(shí)，如果離核較遠(yuǎn)，受到原子核的斥力很小，α粒子就象穿過(guò)“一片空地”一樣，無(wú)遮無(wú)擋，運(yùn)動(dòng)方向改變很小，因?yàn)樵雍撕苄?，所以絕大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 (2)只有當(dāng)α粒子十分接近原子核穿過(guò)時(shí)，才受到很大的庫(kù)侖力作用，偏轉(zhuǎn)角才很大，而這種機(jī)會(huì)很少。 (3)如果α粒子正對(duì)著原子核射來(lái)，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°，這種機(jī)會(huì)極少。 特別提醒：(1)α粒子與原子核之間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于兩者之間的庫(kù)侖斥力，因而可以忽略不計(jì)。 (2)α粒子并沒(méi)有與金原子核直接發(fā)生碰撞，偏轉(zhuǎn)的原因是庫(kù)侖斥力影響的結(jié)果。 D　 典例1　(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　AC　) A．在實(shí)驗(yàn)中，觀察到的

7、現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，極少數(shù)發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn) B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來(lái)自帶正電的核和核外電子，當(dāng)α粒子接近核時(shí)，是核的斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)；當(dāng)α粒子接近電子時(shí)，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn) C．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心有一個(gè)極小的核，它占有原子體積的極小部分 D．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和全部原子的質(zhì)量 解題指導(dǎo)：正確理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確科學(xué)分析與解釋是解題的關(guān)鍵。 解析：在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明α粒子未受到原子核明顯的力的作用，也說(shuō)明原子核相對(duì)原子來(lái)講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的，故A

8、、C正確；極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明受到金原子核明顯力作用的空間在原子內(nèi)很小，α粒子偏轉(zhuǎn)，而金原子核未動(dòng)，說(shuō)明金原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子，α粒子打在電子上，α粒子不會(huì)有明顯偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤。, 〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1〕　如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，粒子打到熒光屏上都會(huì)引起閃爍，若將帶有熒光屏的顯微鏡分別放在圖中A、B、C、D四處位置。則這四處位置在相等時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的閃爍次數(shù)符合事實(shí)的是(　A　) A．1305、25、7、1 B．202、405、625、825 C．1202、1010、723、203 D．1202、1305、723、203 解

9、析：根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，大多數(shù)粒子能按原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°，甚至有的被反向彈回。所以在相等時(shí)間內(nèi)A處閃爍次數(shù)最多，其次是B、C、D三處，并且數(shù)據(jù)相差比較大，所以只有選項(xiàng)A符合事實(shí)。 探究二　原子的核式結(jié)構(gòu)模型與原子核的組成　 S　2 人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了幾個(gè)不同的階段，其中有： 人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的先后順序排列是怎樣的？ 提示：BCAD 解析：人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)先后經(jīng)歷了湯姆孫模型、盧瑟福模型、玻爾模型、電子云模型。 G　 1．原子的核式結(jié)構(gòu)與原子的棗糕模型的對(duì)比 核式結(jié)構(gòu) 棗糕模型 原子內(nèi)部是非?？諘绲?，正

10、電荷集中在一個(gè)很小的核里 原子是充滿了正電荷的球體 電子繞核高速旋轉(zhuǎn) 電子均勻嵌在原子球體內(nèi) 2．原子內(nèi)的電荷關(guān)系 原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，非常接近原子序數(shù)。 3．原子核的組成 原子核由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核的質(zhì)子數(shù)。 4．原子核的大小 原子的半徑數(shù)量級(jí)為10－10m，原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，原子核的半徑只相當(dāng)于原子半徑的十萬(wàn)分之一，體積只相當(dāng)于原子體積的10－15。 D　 典例2　(多選)關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說(shuō)法正確的是(　AB　) 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)的向心力是原子核對(duì)它

11、的庫(kù)侖力 C．原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里 D．原子核的直徑的數(shù)量級(jí)是10－10m 解題指導(dǎo)：正確理解盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型是解題關(guān)鍵。 解析：因?yàn)樵拥娜空姾珊蛶缀跞抠|(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，而原子核又很小，所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是“空”的，A正確，C錯(cuò)誤；電子繞原子核的圓周運(yùn)動(dòng)是原子核與電子間的庫(kù)侖引力提供向心力，B正確；原子核直徑的數(shù)量級(jí)是10－15m，原子直徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，D錯(cuò)誤。,　　 〔對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2〕　(多選)下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)理論說(shuō)法正確的是(　BD　) A．是通過(guò)發(fā)現(xiàn)電子現(xiàn)象得出來(lái)的 B．原子的中心有個(gè)核，叫作原子核 C．原子的正電荷均勻分布

12、在整個(gè)原子中 D．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(fù)電的電子在核外旋轉(zhuǎn) 解析：原子的核式結(jié)構(gòu)模型是在α粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上提出的，A錯(cuò)誤。原子中絕大部分是空的，帶正電的部分集中在原子中心一個(gè)很小的范圍，稱為原子核，B正確，C錯(cuò)誤。原子核集中了原子全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，帶負(fù)電的電子在核外旋轉(zhuǎn)，D正確。 α粒子散射過(guò)程中的受力及能量轉(zhuǎn)化情況 1．α粒子的受力情況 α粒子與原子核間的作用力是庫(kù)侖斥力F＝。 α粒子離原子核越近，庫(kù)侖力越大，運(yùn)動(dòng)加速度越大；反之，則越小。 方向：α粒子的受力沿原子核與α粒子的連線，由原子核指向α粒子。 2．庫(kù)侖力對(duì)α粒子的

13、做功情況 (1)當(dāng)α粒子靠近原子核時(shí)，庫(kù)侖力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。 (2)當(dāng)α粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)，庫(kù)侖力做正功，電勢(shì)能減小。 3．α粒子的能量轉(zhuǎn)化情況 僅有庫(kù)侖力做功，能量只在電勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，而總能量保持不變。 案例　在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大小，現(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79。求α粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝k，α粒子質(zhì)量為6.64×10－27kg)。 答案：2.7×10－14m 解析：當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子

14、的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。設(shè)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d，則mv2＝k d＝＝m ＝2.7×10－14m。 1．(山東省濰坊市2017～2018學(xué)年高三模擬)圖示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動(dòng)。圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是(　C　) A．M點(diǎn)　　　　　　　　　 B．N點(diǎn) C．P點(diǎn) D．Q點(diǎn) 解析：α粒子與重金屬原子核之間的庫(kù)侖力提供α粒子的加速度，方向沿α粒子與原子核的連線且指向α粒子，則四個(gè)選項(xiàng)中只有P點(diǎn)處的加

15、速度方向符合實(shí)際，故C項(xiàng)正確。 2．(北京市海淀區(qū)2018屆高三下學(xué)期期末)下列說(shuō)法正確的是(　A　) A．愛(ài)因斯坦提出的光子假說(shuō)，成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 B．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波也相等 C．盧瑟福通過(guò)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在 D．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 解析：1905年，愛(ài)因斯坦提出的光子說(shuō)很好地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A正確；根據(jù)Ek＝，知?jiǎng)幽芟嗟?，質(zhì)量大動(dòng)量大，由λ＝得，電子的德布羅意波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；湯姆遜通過(guò)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，此實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明原子核內(nèi)存在

16、質(zhì)子，故C、D錯(cuò)誤。 3．(河南省信陽(yáng)市2016～2017學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示，根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線，實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b，再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是(　C　) A．動(dòng)能先增大，后減小 B．電勢(shì)能先減小，后增大 C．電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零 D．加速度先變小，后變大 解析：根據(jù)盧瑟福提出的核式結(jié)構(gòu)模型，原子核集中了原子的全部正電荷，即原子核外的電場(chǎng)分布與正點(diǎn)電荷電場(chǎng)類似。α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大；從b運(yùn)動(dòng)到c，電場(chǎng)力做

17、正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小；a、c在同一條等勢(shì)線上，則電場(chǎng)力做的總功等于零，A、B錯(cuò)誤，C正確；a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系Ea＝Ec

18、區(qū)域 解析：α粒子帶正電，原子核也帶正電，對(duì)靠近它的α粒子產(chǎn)生斥力，故原子核不會(huì)在④區(qū)域；如原子核在②、③區(qū)域，α粒子會(huì)向①區(qū)域偏；如原子核在①區(qū)域，可能會(huì)出現(xiàn)題圖所示的軌跡。 2．在盧瑟福進(jìn)行的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是(　B　) A．正電荷在原子中是均勻分布的 B．原子的正電荷以及絕大部分質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上 C．原子中存在帶負(fù)電的電子 D．原子核中有中子存在 解析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福認(rèn)為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的區(qū)域，才有可能出現(xiàn)α粒子的大角度散射，選項(xiàng)B正確。 3．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，湯

19、姆孫提出棗糕模型、盧瑟福提出行星模型……如圖所示，都采用了類比推理的方法，下列事實(shí)中，主要采用類比推理的是(　C　) A．人們?yōu)楸阌谘芯课矬w的運(yùn)動(dòng)而建立的質(zhì)點(diǎn)模型 B．伽利略從教堂吊燈的擺動(dòng)中發(fā)現(xiàn)擺的等時(shí)性規(guī)律 C．庫(kù)侖根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力定律提出庫(kù)侖定律 D．托馬斯·楊通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)證實(shí)光是一種波 解析：質(zhì)點(diǎn)的模型是一種理想化的物理模型，是為研究物體的運(yùn)動(dòng)而建立的；伽利略的擺的等時(shí)性是通過(guò)自然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的；庫(kù)侖根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力定律提出庫(kù)侖定律是用類比推理；托馬斯·楊是通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明光是一種波，是建立在事實(shí)的基礎(chǔ)上的。 4．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最靠近原子核時(shí)，α粒子符合下列

20、哪種情況(　AD　) A．動(dòng)能最小 B．勢(shì)能最小 C．α粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量最小 D．所受原子核的斥力最大 解析：該題考查了原子的核式結(jié)構(gòu)、動(dòng)能、電勢(shì)能、庫(kù)侖定律及能量守恒等知識(shí)點(diǎn)。α粒子在接近金原子核的過(guò)程中，要克服庫(kù)侖力做功，動(dòng)能減少，電勢(shì)能增加，兩者相距最近時(shí)，動(dòng)能最小，電勢(shì)能最大，總能量守恒。根據(jù)庫(kù)侖定律，距離最近時(shí)，斥力最大。 5．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　ABC　) A．該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行 B．帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng) C．熒光屏上的閃光是散射的α粒子打在熒光屏上形成的 D．熒光屏只有正對(duì)α粒子源發(fā)出的射線方向上

21、才有閃光 解析：本題考查α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及其作用，只有在正確理解α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，才能找出錯(cuò)誤選項(xiàng)。 二、非選擇題 6．如圖所示，M、N為原子核外的兩個(gè)等勢(shì)面，已知UNM＝100V。一個(gè)α粒子以2.5×105m/s的速率從等勢(shì)面M上的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面N上的B點(diǎn)，求α粒子在B點(diǎn)時(shí)速度的大小。(已知mα＝6.64×10－27kg) 解析：α粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，庫(kù)侖力做的功 WAB＝qUMN＝－qUNM， 由動(dòng)能定理WAB＝mv－mv ，故vB＝ ＝m/s ≈2.3×105m/s 答案：2.3×105m/s 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題

22、)1．如圖為α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(gè)位置時(shí)，關(guān)于觀察到的現(xiàn)象，下述說(shuō)法不正確的是(　C　) A．相同時(shí)間內(nèi)放在A位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B．相同時(shí)間內(nèi)放在B位置時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時(shí)少得多 C．放在C、D位置時(shí)屏上觀察不到閃光 D．放在D位置時(shí)屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少 解析：根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上沿原方向前進(jìn)，因此在A位置觀察到閃光次數(shù)最多，故A正確，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，因此從A到D觀察到的閃光會(huì)逐漸減少，因此B、D正確，C錯(cuò)誤。 2．(河北冀州中學(xué)2

23、015～2016學(xué)年高二下學(xué)期期中)在α粒子穿過(guò)金箔發(fā)生大角度散射的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(　A　) A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用 B．α粒子的動(dòng)能不斷減小 C．α粒子的電勢(shì)能不斷增大 D．α粒子發(fā)生散射，是與電子碰撞的結(jié)果 解析：在α粒子穿過(guò)金箔的過(guò)程中，一直受到金原子核的庫(kù)侖斥力作用，α粒子的動(dòng)能先減小后增大，電勢(shì)能先增大后減小。綜上所述本題選A。 3．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果(　C　) A．證明了質(zhì)子的存在 B．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里 D．說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng) 解

24、析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核，數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測(cè)核內(nèi)存在中子。 4．根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景，圖中實(shí)線表示α粒子運(yùn)動(dòng)軌跡。其中一個(gè)α粒子在從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，α粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近。下列說(shuō)法正確的是(　BD　) A．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子 B．α粒子出現(xiàn)較大角度偏轉(zhuǎn)的原因是α粒子運(yùn)動(dòng)到b時(shí)受到的庫(kù)侖斥力較大 C．α粒子從a到c的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能先減小后變大 D．α粒子從a到c的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度先變大后變小 解析：湯姆孫對(duì)陰

25、極射線的探究發(fā)現(xiàn)了電子，A錯(cuò)誤；α粒子出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)的原因是靠近原子核時(shí)受到較大的庫(kù)侖斥 力作用B正確；α粒子從a到c受到的庫(kù)侖力先增大后減小，加速度先變大后變小，電勢(shì)能先增大后變小，C錯(cuò)誤，D正確。 二、非選擇題 5．氫原子核外電子質(zhì)量為m，繞核運(yùn)動(dòng)的半徑為r，繞行方向如圖所示，則電子在該軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)___，假設(shè)核外電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，則這一等效電流的值為_(kāi)___，若在垂直電子軌道平面加上一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，則電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑將__減小__。(填“增大”或“減小”) 解析：根據(jù)庫(kù)侖力提供電子繞核旋轉(zhuǎn)的向心力?？芍? k＝ma　∴a

26、＝ 設(shè)電子運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，則k＝mr 電子繞核的等效電流：I＝＝＝ 若在垂直電子軌道平面加上一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電子的向心力增大，將做向心運(yùn)動(dòng)，所以電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑將減小。 6．假設(shè)α粒子以速率v0與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰，電子質(zhì)量me＝mα，金原子核質(zhì)量mAu＝49mα。求： (1)α粒子與電子碰撞后的速度變化； (2)α粒子與金原子核碰撞后的速度變化。 答案：(1)－2.7×10－4v0　(2)－1.96v0 解析：α粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)量和能量均守恒， 由動(dòng)量守恒mαv0＝mαv1′＋mv2′ 由能量守恒mαv＝mαv1′2＋mv2′2 解得v1′＝v0 速度變化Δv＝v1′－v0＝－v0 (1)與電子碰撞，將me＝mα代入得 Δv1≈－2.7×10－4v0 (2)與金原子核碰撞，將mAu＝49mα代入得 Δv2＝－1.96v0 12