2019-2020學(xué)年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型練習(xí)（含解析）新人教版選修3-5

《2019-2020學(xué)年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型練習(xí)（含解析）新人教版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型練習(xí)（含解析）新人教版選修3-5（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．(2019·黑龍江哈爾濱三中高二下學(xué)期段考)在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，使少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力應(yīng)屬于(　B　) A．萬有引力 B．庫侖力 C．安培力 D．洛倫茲力 解析：使少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對(duì)α產(chǎn)生的庫侖力，故B正確。 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(duì)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

2、確的是(　A　) 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：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。 3．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

3、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。 4．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，湯姆孫提出棗糕模型、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．庫侖根據(jù)牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律 D．托馬斯·楊通過雙縫干涉實(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)性是通過自然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的；庫侖根據(jù)牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律是用類比推理；托馬斯·楊是通過實(shí)驗(yàn)證明光是一種

4、波，是建立在事實(shí)的基礎(chǔ)上的。 5．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程中，要克服庫侖力做功，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)庫侖定律，距離最近時(shí)，斥力最大。 6．(2019·河北省張家口市高二下學(xué)期期末)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法正確的是(　AB　) A．從α粒子源到熒光屏處于真空環(huán)境中

5、 B．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不發(fā)生偏轉(zhuǎn) C．α粒子接近金原子核時(shí)，受到很強(qiáng)的吸引力才可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了核式結(jié)構(gòu)模型 解析：從α粒子源到熒光屏處于真空環(huán)境中，選項(xiàng)A正確；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不改變方向，只有極少數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確；α粒子接近金原子核時(shí)，受到很強(qiáng)的排斥力才可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 7．如圖所示，M、N為原子核外的兩個(gè)等勢(shì)面，已知UNM＝100 V。一個(gè)α粒子以2.5×105 m/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

6、大小。(已知mα＝6.64×10－27 kg) 答案：2.3×105 m/s 解析：α粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，庫侖力做的功 WAB＝qUMN＝－qUNM， 由動(dòng)能定理WAB＝mv－mv ，故vB＝ ＝ m/s ≈2.3×105 m/s 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題) 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

7、、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．在α粒子穿過金箔發(fā)生大角度散射的過程中，下列說法正確的是(　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粒子穿過金箔的過程中，一直受到金原子核的庫侖斥力作用，α粒子的動(dòng)能先減小后增大，電

8、勢(shì)能先增大后減小。綜上所述本題選A。 3．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的過程中，下列說法中正確的是(　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)力做正功，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減??；a、c在

9、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

10、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)，說明α粒子未受到原子核明顯的力的作用，也說明原子核相對(duì)原子來講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的，故A、C正確；極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明受到金原子核明顯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。 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____，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____，若在垂直電子

11、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)庫侖力提供電子繞核旋轉(zhuǎn)的向心力?？芍? k＝ma　∴a＝ 設(shè)電子運(yùn)動(dòng)周期為T，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 - 6 -