2022高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 課時(shí)提升作業(yè)九 18.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 新人教版選修3-5

2022高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 課時(shí)提升作業(yè)九 18.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 新人教版選修3-5一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分)1.在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,選用金箔的原因下列說(shuō)法不正確的是()A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔B.金核不帶電C.金原子核質(zhì)量大,被粒子轟擊后不易移動(dòng)D.金核半徑大,易形成大角度散射【解析】選B。粒子散射實(shí)驗(yàn)中,選用金箔是因?yàn)榻鹁哂泻芎玫难诱剐?可以做成很薄的箔,粒子很容易穿過(guò),A正確。金原子核質(zhì)量大,被粒子轟擊后不易移動(dòng),C正確。金核帶正電,半徑大,易形成大角度散射。故D正確、B錯(cuò)誤。2.關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法不正確的是()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粒子打在熒光屏上形成的D.熒光屏只有正對(duì)粒子源發(fā)出的射線(xiàn)方向上才有閃光【解析】選D。本題考查粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及其作用,只有在正確理解粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,才能選出正確選項(xiàng)為A、B、C,對(duì)于D項(xiàng),考慮到有少數(shù)的粒子因?yàn)榭拷鹪雍?受到斥力而改變了運(yùn)動(dòng)方向,故D錯(cuò)誤。3.盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示了下列哪些情況()A.原子內(nèi)存在電子B.原子的大小為10-10mC.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)【解析】選D。根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)方向前進(jìn),少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90°,可知C錯(cuò),A與題意不符;而實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能判定原子的大小為10-10m,B錯(cuò),故選D。4.(多選)粒子散射實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)粒子最接近原子核時(shí),粒子符合下列哪種情況()A.動(dòng)能最小B.勢(shì)能最小C.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】選A、D。粒子在接近金原子核的過(guò)程中,要克服庫(kù)侖斥力做功,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。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中,一個(gè)粒子與金屬中的電子碰撞,正確結(jié)果是()A.引起粒子散射B.粒子將失去大部分動(dòng)能C.粒子將失去大部分動(dòng)量D.粒子的動(dòng)能和動(dòng)量都幾乎沒(méi)有損失【解析】選D。粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的7 300倍,粒子碰到它,就像子彈碰到一粒塵埃,不會(huì)引起粒子散射,粒子的動(dòng)能和動(dòng)量都幾乎沒(méi)有損失。2.在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一粒子經(jīng)過(guò)某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)所示。圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線(xiàn)是過(guò)P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線(xiàn),兩虛線(xiàn)和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對(duì)該粒子的作用,那么關(guān)于該原子核的位置,下列說(shuō)法中正確的是()A.可能在區(qū)域B.可能在區(qū)域C.可能在區(qū)域D.可能在區(qū)域【解析】選A。粒子帶正電,原子核也帶正電,對(duì)靠近它的粒子產(chǎn)生斥力,故原子核不會(huì)在區(qū)域;如原子核在、區(qū)域,粒子會(huì)向區(qū)域偏;如原子核在區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)題圖所示的軌跡,故應(yīng)選A。二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)5.(10分)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大小?，F(xiàn)有一個(gè)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,求該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,粒子質(zhì)量為6.64×10-27kg)【解析】當(dāng)粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí),粒子的動(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,所以粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離d為mv2=k所以d=m=2.7×10-14m所以粒子與金原子核間的最近距離為2.7×10-14m。答案:2.7×10-14m6.(12分)假設(shè)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=m,金原子核質(zhì)量mAu=49m。求:(1)粒子與電子碰撞后的速度變化。(2)粒子與金原子核碰撞后的速度變化?！窘馕觥苛Ｗ优c靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞,動(dòng)量和能量均守恒,由動(dòng)量守恒得mv0=mv1+mv2由能量守恒得m=mv12+mv22聯(lián)立解得v1=v0速度變化v=-v0(1)與電子碰撞:將m=me=m代入得v1-2.7×10-4v0。(2)與金原子核碰撞:將m=mAu=49m代入得v2=-1.96v0。答案:(1)-2.7×10-4v0(2)-1.96v0