2018-2019學(xué)年高中物理 課時(shí)提升作業(yè)五 第二章 原子結(jié)構(gòu) 2.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 教科版選修3-5.doc

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課時(shí)提升作業(yè) 五 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 (30分鐘　50分) 一、選擇題(本大題共7小題,每小題5分,共35分) 1.(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的下列說法中正確的是　(　　) A.在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后,仍沿原來方向前進(jìn),少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90,有的甚至被彈回接近180 B.使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來自帶正電的核及核外電子,當(dāng)α粒子接近核時(shí),是核的排斥力使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及全部質(zhì)量 【解析】選A、C。A是對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的正確描述,正確;使α粒子偏轉(zhuǎn)的力是原子核對它的庫侖斥力,電子對α粒子的影響就像灰塵對槍彈的影響,完全可以忽略,故B錯(cuò)誤;極少數(shù)α粒子被彈回表明:作用力很大→原子內(nèi)部的“核”質(zhì)量很大,電量集中,故C正確;原子核外的電子盡管質(zhì)量小,但也有質(zhì)量,D錯(cuò)誤。 2. 在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線所示。圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線是過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對該α粒子的作用,那么關(guān)于該原子核的位置,下列說法中正確的是　(　　) A.可能在①區(qū)域　　　 　 B.可能在②區(qū)域 C.可能在③區(qū)域 D.可能在④區(qū)域 【解析】選A。α粒子帶正電,原子核也帶正電,對靠近它的α粒子產(chǎn)生斥力,故原子核不會(huì)在④區(qū)域;如果原子核在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)如題圖所示的軌跡,故應(yīng)選A.本題是原子物理和靜電場的綜合題,它利用圖示的形式給出了信息,所以同學(xué)們在做題時(shí),要從圖中找出隱含的信息,以便準(zhǔn)確解題。 3.(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置,下列說法正確的是　(　　) A.全部設(shè)備都放在真空中 B.熒光屏和顯微鏡能圍繞金箔在一個(gè)圓周上轉(zhuǎn)動(dòng) C.若將金箔改為銀箔,就不能發(fā)生散射現(xiàn)象 D.金箔的厚度不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 【解析】選A、B。實(shí)驗(yàn)必須在真空中進(jìn)行,故A正確;熒光屏和顯微鏡應(yīng)該能圍繞金箔在一個(gè)圓周上轉(zhuǎn)動(dòng),B正確;金箔改為銀箔能發(fā)生散射現(xiàn)象,但不明顯,C錯(cuò)誤;α粒子穿透能力弱,金箔要很薄,故D錯(cuò)誤。 4.在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,并沒有考慮電子對粒子偏轉(zhuǎn)角度的影響,這是因?yàn)椤? (　　) A.α粒子不跟電子發(fā)生相互作用 B.α粒子跟電子相碰時(shí),損失的能量極少,可忽略 C.電子的體積很小,α粒子不會(huì)跟電子相碰 D.由于電子是均勻分布的,α粒子所受電子作用的合力為零 【解析】選B。在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,電子和α粒子之間存在著相互作用,故A錯(cuò)誤;由于電子的質(zhì)量只有α粒子的,當(dāng)質(zhì)量大的α粒子與電子碰撞后,電子對α粒子的影響就像灰塵對槍彈的影響,完全可以忽略,故B正確;因?yàn)殡娮硬煌５卦诤送庑D(zhuǎn)而不是均勻分布,所以α粒子仍會(huì)跟電子相碰,故C、D錯(cuò)誤。 5.(多選)在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)α粒子最接近金原子核時(shí),α粒子符合下列哪些情況　(　　) A.動(dòng)能最小 B.勢能最小 C.α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小 D.所受原子核斥力最大 【解析】選A、D。α粒子接近金原子核時(shí),α粒子與原子核之間產(chǎn)生的庫侖力做負(fù)功,動(dòng)能減小,勢能增大,總能量不變,故A、D正確,B、C錯(cuò)誤。 6. (多選)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。如圖中虛線表示原子核所形成的電場等勢面,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的過程中,下列說法中正確的是　(　　) A.電場力在a→b過程中做負(fù)功,b→c過程中做正功,但總功等于零 B.加速度先變大,后變小 C.a、c兩點(diǎn)的動(dòng)能不相等 D.其動(dòng)能與電勢能的和不變 【解析】選A、B、D。α粒子與原子核的力為庫侖斥力,從a→b庫侖力做負(fù)功,動(dòng)能減少,電勢能增加,從b→c庫侖力做正功,動(dòng)能增加,且a→b與b→c庫侖力所做的總功為0,則a、c兩點(diǎn)動(dòng)能相等,因此A正確,C錯(cuò)誤.因?yàn)橹挥须妶隽ψ龉?故動(dòng)能與電勢能之和不變,故D正確.α粒子與原子核相距越近,庫侖力越大,加速度越大,故從a→c加速度先增大后減小,B也正確。 7.盧瑟福對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋下列選項(xiàng)不正確的是　(　　) A.使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對α粒子的作用力 B.使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力 C.原子核很小,α粒子接近它的機(jī)會(huì)很少,所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進(jìn) D.能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時(shí)離原子核近的α粒子 【解析】選A。使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子核對α粒子的庫侖斥力,A錯(cuò)誤,B正確。α粒子穿過原子時(shí)離原子核越近,庫侖斥力越強(qiáng),偏轉(zhuǎn)的角度就越大,D正確。原子核很小,α粒子接近它的機(jī)會(huì)很少,所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進(jìn),C正確。 二、非選擇題(本大題共2小題,共15分) 8.(7分)速度為107m/s的α粒子從很遠(yuǎn)的地方飛來,與鋁原子核發(fā)生對心碰撞,若α粒子質(zhì)量為4m0,鋁核質(zhì)量為27m0,它們距離最近時(shí),鋁核獲得的動(dòng)能是原α粒子動(dòng)能的多少倍? 【解析】在α粒子和鋁原子核發(fā)生對心碰撞后,當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最近,在α粒子靠近鋁原子核的過程中,由動(dòng)量守恒得mαv0=(mα+m鋁)v共 所以v共= == ===(倍) 答案:倍 9.(8分)如圖所示,M、N為原子核外的兩個(gè)等勢面,已知UMN=100V。一個(gè)α粒子以2.5105m/s的速度從等勢面M上的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),求: (1)α粒子在B點(diǎn)時(shí)速度的大小。 (2)α粒子在與核相距最近處C點(diǎn)時(shí)與A點(diǎn)的電勢差。 【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn): (1)M、N兩點(diǎn)電勢差和A、B兩點(diǎn)電勢差相等。 (2)α粒子在C點(diǎn)時(shí)速度為零。 (3)運(yùn)用動(dòng)能定理求解相關(guān)量。 【解析】(1)α粒子在由A到B的過程中,滿足 -2eUNM=mαv2-mα 由此得v= =m/s =2.3105m/s (2)α粒子由A到C過程中,應(yīng)用動(dòng)能定理 -2eUAC=0-mα UAC= =V=648.4V 答案:(1)2.3105m/s　(2)648.4V 【總結(jié)提升】以α粒子散射實(shí)驗(yàn)為背景類題目的解題方法 (1)由于α粒子在變化的庫侖斥力作用下做變加速曲線運(yùn)動(dòng),計(jì)算時(shí)一般無法用牛頓第二定律去解決,解題時(shí)一般用功能關(guān)系或能量守恒規(guī)律解題. (2)在α粒子運(yùn)動(dòng)過程中的功能關(guān)系為只有電場力做功,電場力做正功,動(dòng)能增加,電勢能減小,電場力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢能增加,電場力做多少功,動(dòng)能和電勢能就變化多少。 (3)在α粒子運(yùn)動(dòng)過程中的能量關(guān)系為只有電勢能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化,電勢能和動(dòng)能之和不變。