高中物理 2.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修3-5

第2節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型(時間：60分鐘)考查知識點及角度難度及題號基礎(chǔ)中檔稍難α粒子散射實驗1、2、3、45、6、7、8盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型91011綜合提升1213知識點一α粒子散射實驗1．關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是 ()．A．該實驗在真空環(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α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光解析本題考查α粒子散射實驗裝置及其作用，只有在正確理解α粒子散射實驗基礎(chǔ)上，才能選出正確選項A、B、C；對于D項，考慮到有少數(shù)的α粒子因為靠近金原子核，受到較大斥力而改變了運動方向，故D錯．答案ABC2．下列列舉的現(xiàn)象中，哪個是盧瑟福在α粒子散射實驗中觀察到的，并據(jù)此現(xiàn)象得出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 ()．A．大多數(shù)α粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，少數(shù)α粒子仍按原方向前進(jìn)B．多數(shù)α粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，少數(shù)α粒子按原方向前進(jìn)或被彈回C．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔片仍按原方向前進(jìn)D．極少數(shù)α粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回解析本題的關(guān)鍵是理解盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)，按照這個結(jié)構(gòu)，由于原子核很小，大部分α粒子穿過金箔時都離核很遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運動幾乎不受影響；只有極少數(shù)α粒子從原子核附近飛過，明顯地受到原子核的庫侖斥力而發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)．答案CD圖2－2－33．二十世紀(jì)初，為了研究物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，物理學(xué)家做了大量的實驗，揭示了原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了電子、中子和質(zhì)子，圖2－2－3是()．圖2－2－3A．盧瑟福的α粒子散射實驗裝置B．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實驗裝置C．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的實驗裝置D．查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實驗裝置解析此圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置，選A.答案A4．在α粒子散射實驗中，使α粒子散射的原因是 ()．A．α粒子與原子核外電子碰撞B．α粒子與原子核發(fā)生接觸碰撞C．α粒子發(fā)生明顯衍射D．α粒子與原子核的庫侖斥力作用解析α粒子與原子核外電子的作用是很微弱的，由于原子核的質(zhì)量和電荷量很大，α粒子與原子核很近時，庫侖斥力很強，足可以使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)甚至反向彈回，使α粒子散射原因是庫侖斥力，D對．答案D5．盧瑟福在解釋α粒子散射實驗的現(xiàn)象時，不考慮α粒子與電子的碰撞影響，這是因為 ()．A．α粒子與電子之間有相互斥力，但斥力很小，可忽略B．α粒子雖受電子作用，但電子對α粒子的合力為零C．電子體積極小，α粒子不可能碰撞到電子D．電子質(zhì)量極小，α粒子與電子碰撞時能量損失可忽略解析考查對教材知識的全面認(rèn)識和理解，盧瑟福對散射現(xiàn)象的分析中包含這部分內(nèi)容，從質(zhì)量大小對運動改變的影響角度分析解答．原因是電子的質(zhì)量很小，α粒子與電子相碰，運動方向不會發(fā)生什么改變，所以α粒子和電子的碰撞可以忽略，因此D正確．答案D6．如圖所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它們的入射時的動能相同，其偏轉(zhuǎn)軌道可能是圖中的 ()．解析α粒子離金核越遠(yuǎn)，其所受斥力越小，軌道彎曲的就越小，故D對．答案D7．在α粒子散射實驗中，某個α粒子跟金箔中的電子相撞，則 ()．A．α粒子的動能幾乎沒有損失B．α粒子將損失大部分動能C．α粒子不會發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn)D．α粒子將發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)解析電子的質(zhì)量相對α粒子非常小，相當(dāng)于子彈撞到塵埃上，所以完全可以忽略．答案AC圖2－2－48．盧瑟福通過________實驗，發(fā)現(xiàn)了原子中間有一個很小的核，并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．平面示意圖2－2－4中的四條線表示α粒子運動的可能軌跡，在圖中完成中間兩條α粒子的運動軌跡．圖2－2－4解析α粒子與原子核都帶正電，所以α粒子受到原子核的斥力作用，由運動和力的關(guān)系可畫出中間兩條α粒子的運動軌跡，如圖所示．答案α粒子散射α粒子運動軌跡如圖所示．知識點二盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型9．盧瑟福的α粒子散射實驗的結(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10－10C．原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D．原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里解析原子核內(nèi)無電子，A錯；α粒子散射實驗未能判定原子大小為10－10mB錯；原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量分布在原子核內(nèi)，C錯、D對．答案D圖2－2－510．根據(jù)α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．圖2－2－5中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一個α粒子的運動軌跡．在α粒子從a運動到b、再運動到c的過程中，下列說法中正確的是 ()．圖2－2－5A．動能先增大，后減小B．電勢能先減小，后增大C．電場力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零D．加速度先變小，后變大解析α粒子從a到b，受排斥力作用，電場力做負(fù)功，動能減少，電勢能增大；α粒子從b再運動到c，電場力做正功，動能增加，電勢能減少；到達(dá)c點時，由于a、c在同一等勢面上，所以從a到c，電場力所做總功為零，故A、B錯，C對．α粒子從a到b，場強增大，加速度增大；從b到c，場強減小，加速度減小，故D錯．答案C11．已知金的原子序數(shù)為79，α粒子離金原子核的最近距離為10－13m，則α對α粒子產(chǎn)生的加速度多大？已知α粒子的電荷量qα＝2e，質(zhì)量mα＝6.64×10－27kg解析分別根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律可算出：α粒子離核最近時受到的庫侖力大小F＝keq\f(q1q2,r2)＝keq\f(79e×2e,r2)＝9×109×eq\f(（79×1.6×10－19）×（2×1.6×10－19）,（10－13）2)N＝3.64N.庫侖斥力對α粒子產(chǎn)生的加速度大小a＝eq\f(F,mα)＝eq\f(3.64,6.64×10－27)m/s2＝5.48×1026m/s2.答案3.64N5.48×1026m12．α粒子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的7300倍，如果α粒子以速度v跟電子發(fā)生彈性正碰(假設(shè)電子原來是靜止的)，則碰撞后α粒子的速度變化了多少？解析設(shè)電子質(zhì)量為m，碰后α粒子速度為v1，電子速度為v2，由彈性正碰中動量守恒和能量守恒有eq\f(1,2)×7300mv2＝eq\f(1,2)×7300mv12＋eq\f(1,2)mv22，7300mv＝7300mv1＋mv2，解得v1＝eq\f(7300m－m,7300m＋m)v＝eq\f(7299,7301)v.因此碰撞后α粒子速度減少了v－v1＝eq\f(2,7301)v.答案eq\f(2,7301)v13．已知電子質(zhì)量為9.1×10－31kg，帶電荷量為－1.6×10－19C，若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時的軌道半徑為0.53×10－解析由盧瑟福的原子模型可知：電子繞核做圓周運動，所需的向心力由核對電子的庫侖引力來提供．根據(jù)eq\f(mv2,r)＝keq\f(e2,r2)，得v＝eeq\r(\f(k,rm))＝1.6×10－19×eq\r(\f(9×109,0.53×10－10×9.1×10－31))m/s＝2.19×106m/s；其動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×9.1×10－31×(2.19×106)2J＝2.18×10－18J；運動周期T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2×3.14×