高中物理 18.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型活頁規(guī)范訓(xùn)練 新人教版選修3-5

原子的核式結(jié)構(gòu)模型考查知識(shí)點(diǎn)及角度難度及題號(hào)基礎(chǔ)中檔稍難α粒子散射實(shí)驗(yàn)1、2、3、6、74、5、8盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型910、11綜合提升1213知識(shí)點(diǎn)一α粒子散射實(shí)驗(yàn)1．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()．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(shí)驗(yàn)裝置及其作用，只有在正確理解α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，才能選出正確選項(xiàng)A、B、C；對于D項(xiàng)，考慮到有少數(shù)的α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ABC2．下列列舉的現(xiàn)象中，哪些是盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(gè)結(jié)構(gòu)，由于原子核很小，大部分α粒子穿過金箔時(shí)都離核很遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運(yùn)動(dòng)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CD3．如圖18-2-4所示是盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線()．圖18A．該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B．該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性C．α粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D．絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)解析盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電子質(zhì)量太小，對α粒子的影響不大．選項(xiàng)C錯(cuò)誤；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，D錯(cuò)誤．答案A4．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(shí)，庫侖斥力很強(qiáng)，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(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象時(shí)，不考慮α粒子與電子的碰撞影響，這是因?yàn)?)．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(shí)能量損失可忽略解析考查對教材知識(shí)的全面認(rèn)識(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向不會(huì)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(shí)的動(dòng)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(shí)驗(yàn)中，某個(gè)α粒子跟金箔中的電子相撞，則()．A．α粒子的動(dòng)能幾乎沒有損失B．α粒子將損失大部分動(dòng)能C．α粒子不會(huì)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18－2－58．盧瑟福通過________實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了原子中間有一個(gè)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18－2－5中的四條線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的可能軌跡，在圖中完成中間兩條α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．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(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系可畫出中間兩條α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．答案α粒子散射α粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．知識(shí)點(diǎn)二盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型9．(·濰坊高二檢測)高速α粒子在重原子核電場作用下的散射現(xiàn)象如圖18-2-6所示，實(shí)線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，虛線表示重核形成電場的等勢面．設(shè)α粒子經(jīng)過a、b、c三點(diǎn)時(shí)的速度為va、vb、()．圖18A．va<vb<vc B．vc<vb<vaC．vb<va<vc D．vc<va<vb解析α粒子和原子核都帶正電，相互排斥，當(dāng)α粒子靠近原子核時(shí)，電場力做負(fù)功，α粒子動(dòng)能減小，va>vb.當(dāng)α粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)電場力做正功，動(dòng)能增加，vc>vb，又因?yàn)閺腶到c的整個(gè)過程中電場力對α粒子做正功．故va<vc，所以vc>va>vb，選項(xiàng)C正確．答案C圖18－2－710．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18－2－7中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，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()．A．動(dòng)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(dòng)能減少，電勢能增大；α粒子從b再運(yùn)動(dòng)到c，電場力做正功，動(dòng)能增加，電勢能減少；到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，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(cuò)，C對．α粒子從a到b，場強(qiáng)增大，加速度增大；從b到c，場強(qiáng)減小，加速度減小，故D錯(cuò)．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離金核最近時(shí)受到的庫侖力多大？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(shí)受到的庫侖力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(dòng)量守恒和能量守恒有eq\f(1,2)×7300mv2＝eq\f(1,2)×7300mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，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－1.6×10－19子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半徑為0.53×10－10m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(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×9.1×10