原子的核式結(jié)構(gòu)模型

1、課時(shí)作業(yè)11原子的核式結(jié)構(gòu)模型1 .如圖11 1為a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（）二:c圖 111a.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8 .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)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，絕大多數(shù)a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)a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)逐漸減小，因此 b、d正

2、確，c錯(cuò)。答案：c9 .關(guān)于a粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）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a粒子打在熒光屏上形成的d.熒光屏只有正對(duì) a粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光解析：由a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及其作用，可選 a、b、c;對(duì)于c項(xiàng)，考慮到有少數(shù)的a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)。答案：a、b、c10 盧瑟福的a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)存在電子一 -10b.原子的大小為 10 mc.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：

3、根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象， 絕大多數(shù)a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)角幾乎到 180 ， 可知 a 、 c 不正確， 而實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能判定原子的大小為10 10 m,只有d項(xiàng)才是上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故答案選d。答案： d4 .在“粒子的散射實(shí)驗(yàn)中，使少數(shù) a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對(duì) a粒子 的()a 萬(wàn)有引力b 庫(kù)侖力c.磁場(chǎng)力d.核力解析：在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，粒子間的主要作用力是庫(kù)侖力。答案： b5 . a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和a粒子的碰撞影響，這是因?yàn)?()a. a粒子與電子根本無(wú)相互作用b. a粒子受電子作用的合力為零，是因?yàn)殡娮邮蔷鶆蚍植嫉腸.

4、a粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計(jì)d.電子很小，a粒子碰撞不到電子解析：a粒子與電子之間存在著相互作用力，這個(gè)作用力是庫(kù)侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，碰撞時(shí)電子對(duì) a粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，幾乎不改變其運(yùn)動(dòng)方向，故 c正確。答案： c6.在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)在 a粒子最接近原子核時(shí)，關(guān)于描述 a粒子的有關(guān)物理量 情況正確的是()a 動(dòng)能最小b 勢(shì)能最小c. a粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小d. a粒子所受金原子核的斥力最大解析：a粒子和金原子核都帶正電，庫(kù)侖力表現(xiàn)為斥力，兩者距離減小時(shí)，庫(kù)侖力做負(fù)功，故a粒子動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加；系統(tǒng)的能量守恒，由庫(kù)侖定律可知隨著距離的減小，庫(kù)侖斥力逐漸增

5、大。答案： a 、 d7 .在a粒子穿過(guò)金箔發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 ()a. a粒子先受到原子核的斥力作用，后受到原子核的引力作用b. a粒子一直受到原子核的斥力作用c. a粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用d. a粒子一直受到庫(kù)侖斥力，速度一直減小解析：a粒子被金原子核散射的過(guò)程一直受到原子核對(duì)a粒子的庫(kù)侖斥力作用，靠近過(guò)程庫(kù)侖斥力做負(fù)功，電子動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大；遠(yuǎn)離過(guò)程庫(kù)侖斥力做正功，電子動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小。所以散射過(guò)程中電子一直受到庫(kù)侖斥力作用，電子的速度先減小后增大，即正確選項(xiàng)為b。答案：b8 .關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說(shuō)法正確的是（）a.原子

6、中絕大部分是“空”的，原子核很小9 .電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對(duì)它的庫(kù)侖力c.原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里10d.原子核的直徑的數(shù)量級(jí)是 10 m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10-15 m,原子直徑的數(shù)量級(jí)是10 10 m, d錯(cuò)誤。答案：a、b9 .用a粒子撞擊金原子核發(fā)生散射，圖 112中關(guān)于a粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡正確的是（）圖 11 2a. ab. bc. cd. d解析：a粒子受金原子核的

7、排斥力，方向沿兩者的連線方向，運(yùn)動(dòng)軌跡彎向受力方向的一側(cè)，a、b均錯(cuò)誤；離原子核越近，a粒子受到的斥力越大，偏轉(zhuǎn)越大，c、d正確。答案：c、d10 .如圖11 3所示為a粒子散射實(shí)驗(yàn)中 a粒子穿過(guò)某一金屬原子核附近時(shí)的示意圖, a、b、c三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等勢(shì)面上，則以下說(shuō)法正確的是（）圖 11 3a . a粒子在a處的速度比在b處的速度小b. a粒子在b處的速度最大c. a粒子在a、c處的速度大小相等d. a粒子在b處速度比在 c處速度小解析：a、c兩處在同一等勢(shì)面上電場(chǎng)力不做功，動(dòng)能不變，a到b電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減少。答案：c、d111.假設(shè)a粒子以速率vo與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰

8、，電子質(zhì)量me = 7 300ma,金原子核質(zhì)量 mau = 49m。求：(1)瓶子與電子碰撞后的速度變化；(2)瓶子與金原子核碰撞后的速度變化。解析：a粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)量和能量均守恒，12 12 1. 2由動(dòng)重寸恒 mavo= mav 1+ mv 2,由能重寸恒 2mavo=2mov 1 + 2mv 2,ma m2m解得 v 1=vo,速度變化 &=v 1 v0= v0om a+ mma+ m(1)與電子碰撞，將 me= 7 ；nnm代入得av產(chǎn)2.7 x 10-4vo； 7 300(2)與金原子核碰撞，將mau=49m(x代入，得 av2 = -1.96v0。答案：(1)2

9、.7x 10 4v0 (2) - 1.96v012.已知電子質(zhì)量為 9.1 x 10-31 kg,帶電量為1.6x 10-19 c,氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn) 時(shí)的軌道半徑為0.53x10 10 m,求電子繞核運(yùn)動(dòng)的線速度、動(dòng)能、周期和形成的等效電流 強(qiáng)度。解析：由盧瑟福的原子模型可知，電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力由核對(duì)電子的庫(kù)22侖引力來(lái)提供，根據(jù)8，女工得r= erm1 c 1運(yùn)動(dòng)周期:102x 3.14x0.53x102.19x 106s 1.52x10 16 s其動(dòng)能：ek=2mv2 = 2 9.1 x 10 31 x (2.18x 106)2 j-2.17x 10 18 j電子繞核運(yùn)

10、動(dòng)形成的等效電流強(qiáng)度:q=e t t19a- 1.05x 10 3 a。1.52 x 10答案：2.19x106 m/s 2.17x10 18 j 1.52x 10 16 s 1.05x 10 3 a13 .在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)a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。現(xiàn)有一口粒子以2.0x 107 m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79,求該a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= kqrq2, k 為靜電常量，m)a= 6.64x 10 27 kg)解析：a粒子與金原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)，a粒子在靠近原子核運(yùn)

11、動(dòng)的過(guò)程中，a粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能， 達(dá)到最近距離時(shí)，其動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，所以a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即為所求。當(dāng)a粒子與原子核對(duì)心碰撞， 其全部的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能時(shí)，a粒子與原子核的距離最近，即有)學(xué)2d2kqiq2 2x 9x 109x 2x 79x(1.6x 10 19)2d 2 =2772mmv 6.64x10 x (2.0x10)= 2.7x 10 14 m答案:2.7x10 14 m14 .氫原子中電子離核最近的軌道半徑n=0.53x10 10 m,試計(jì)算在此軌道上電子繞核運(yùn)動(dòng)的頻率和加速度。解析：因?yàn)殡娮釉谠雍送饫@核高速運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)帶負(fù)電的電子繞帶正

12、電的原子核做圓周f引=f向來(lái)運(yùn)動(dòng)，電子所需的向心力恰好由電子和原子核間的庫(kù)侖引力來(lái)提供，所以利用 解決此問(wèn)題。電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖引力作向心力。設(shè)電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f,加速度為a。已知電子質(zhì)量為 me= 0.91 x 10 30 kg電子電荷量和質(zhì)子電荷量均為e= 1.6 x 10-19 c2因?yàn)? = f向,所以卓=22一一. e所以a= k2 mer2m/s9x 109x 1.6x 10 19x 1.6x 10 190.91 x 10 30 x 0.532 x 10 20= 9.01 x 1022 m/s2根據(jù)向心加速度的公式答案：9.01 x 1022 m/s2 6.6x1015 hz15 .如圖11 4所示，m、n為原子核外的兩個(gè)等勢(shì)面，已知 u