2024-2025學(xué)年高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)2原子的核式結(jié)構(gòu)模型課時作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE4-原子的核式結(jié)構(gòu)模型[A組素養(yǎng)達(dá)標(biāo)]1．(多選)關(guān)于α粒子散射試驗的裝置，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圓周上轉(zhuǎn)動C．若將金箔改為銀箔，就不能發(fā)生散射現(xiàn)象D．金箔的厚度不會影響試驗結(jié)果解析：α粒子穿透本事很弱，電離作用很強(qiáng)，若不在真空中，空氣中的塵埃就可把其攔住，故試驗必需在真空中進(jìn)行，故A正確．為了能視察向各方向運(yùn)動的α粒子，熒光屏和顯微鏡應(yīng)當(dāng)能圍繞金箔在一個圓周上轉(zhuǎn)動，B正確．金箔改為銀箔能發(fā)生散射現(xiàn)象，但不明顯，C錯誤．α粒子穿透實力弱，金箔要很薄，故D錯誤．答案：AB2．(多選)盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有()A．原子的正電荷勻稱分布在整個原子中B．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里C．帶負(fù)電的電子在核外圍著核旋轉(zhuǎn)D．帶負(fù)電的電子分布在原子核內(nèi)解析：盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容是：在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里圍著核旋轉(zhuǎn)．由此可見B、C選項正確．答案：BC3．如圖所示為盧瑟福α粒子散射試驗的原子核(用黑點(diǎn)表示)和兩個α粒子的徑跡，其中正確的是()解析：留意α粒子轟擊原子核時，受原子核斥力的作用，因此A正確，B、C、D不正確．答案：A4．(多選)以下說法正確的是()A．電子的發(fā)覺證明白原子核具有困難的結(jié)構(gòu)B．電子的發(fā)覺說明原子不是組成物質(zhì)的最小單位，原子也是可分的C．α粒子散射試驗證明白原子核由質(zhì)子和中子組成D．α粒子散射試驗說明白原子帶正電的部分占的體積很小解析：電子的發(fā)覺說明原子是可分的，原子有較困難的結(jié)構(gòu)，故A錯，B對；α粒子散射試驗證明白原子的核式結(jié)構(gòu)，不能說明原子核的組成狀況，所以C錯，D對．答案：BD5．(多選)關(guān)于α粒子散射試驗，下列說法正確的是()A．α粒子穿過原子時，由于α粒子的質(zhì)量比電子大得多，電子不行能使α粒子的運(yùn)動方向發(fā)生明顯的變更B．由于絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍按原來方向前進(jìn)，所以使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是在原子中微小的區(qū)域內(nèi)集中著對α粒子產(chǎn)生庫侖力的正電荷C．α粒子穿過原子時，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是原子核很小，α粒子接近原子核的機(jī)會很小D．使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是α粒子穿過原子時，原子內(nèi)部兩側(cè)的正電荷對α粒子的斥力不相等解析：電子的質(zhì)量很小，當(dāng)和α粒子作用時，對α粒子運(yùn)動的影響極其微小，A正確．α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子核的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量集中在一個很小的區(qū)域內(nèi)，所以B、C正確，D錯誤．答案：ABC6．(多選)在α粒子散射試驗中，當(dāng)α粒子最接近金原子核時，α粒子符合下列哪種狀況()A．動能最小B．電勢能最小C．電勢能最大D．α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量很小解析：該題考查了原子的核式結(jié)構(gòu)、動能、電勢能、庫侖定律及能量守恒等學(xué)問點(diǎn)．α粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖斥力做功，動能減小，電勢能增大；兩者相距最近時，動能最小，電勢能最大，總能量守恒．答案：AC7．在α粒子散射試驗中，不考慮電子對α粒子的碰撞影響，是因為()A．α粒子與電子根本無相互作用B．α粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是勻稱分布的C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽視不計D．電子很小，α粒子碰撞不到電子解析：α粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，不到α粒子質(zhì)量的eq\f(1,7300)，碰撞時對α粒子的運(yùn)動影響微小，幾乎不變更運(yùn)動方向，就像一顆子彈撞上一粒塵埃一樣．故C正確．答案：C8．(多選)在α粒子散射試驗中，當(dāng)α粒子穿過金箔時，下列理解正確的是()A．與金原子核相距較遠(yuǎn)的α粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)B．與金原子核相距較近的α粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C．α粒子與金原子核距離最近時，系統(tǒng)的勢能最小D．α粒子與金原子核距離最近時，系統(tǒng)的勢能最大解析：對α粒子散射現(xiàn)象，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說做出了圓滿的說明，并推算了原子核半徑的數(shù)量級為10－15m，只相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一．α粒子穿過金箔時，只有少數(shù)α粒子可能離核較近，金原子核對α粒子的庫侖力較大，使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故選項A錯，B對．α粒子與金原子核之間的作用力是庫侖力，在α粒子向金原子核靠近時，要克服庫侖力做功，α粒子的動能減小，電勢能增加；在α粒子遠(yuǎn)離金原子核時，庫侖力對α粒子做正功，α粒子的動能增加，電勢能減?。亮Ｗ优c金原子核組成的系統(tǒng)總能量不變，它們距離最近時，系統(tǒng)的勢能最大，動能最小，故選項C錯，D對．答案：BD[B組素養(yǎng)提升]9．(多選)在α粒子散射試驗中，假如兩個具有相同能量的α粒子，從不同大小的角度散射出來，則散射角度大的α粒子()A．更接近原子核B．更遠(yuǎn)離原子核C．受到一個以上的原子核作用D．受到原子核較大的沖量作用解析：由于原子的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原子核的體積，當(dāng)α粒子穿越某一個原子的空間時，其他原子核距α粒子相對較遠(yuǎn)，而且其他原子核對α粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的這個α粒子并不是由于受到多個原子核作用造成的，C錯；由庫侖定律可知，α粒子受到的斥力與距離的平方成反比，α粒子距原子核越近，斥力越大，運(yùn)動狀態(tài)變更越大，即散射角度越大，A對，B錯；散射角度大的α粒子，速度的變更量就大，動量的變更量就大，由動量定理知α粒子就受到原子核較大的沖量作用，D對．答案：AD10.高速α粒子在重原子核電場作用下的散射現(xiàn)象如圖所示，實線表示α粒子運(yùn)動的軌跡，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)時的速度為va、vb、vc，則其關(guān)系為()A．va<vb<vc B．vc<vb<vaC．vb<va<vc D．vc<va<vb解析：α粒子和重原子核都帶正電，相互排斥，當(dāng)α粒子靠近重原子核時，電場力做負(fù)功，α粒子動能減小，va>vb.當(dāng)α粒子遠(yuǎn)離重原子核時電場力做正功，動能增加，vc>vb.又因為從a到c的整個過程中電場力對α粒子做正功，故va<vc，所以vc>va>vb，選項C正確．答案：C11．試驗測得α粒子與金原子核發(fā)生對心碰撞時所能達(dá)到的離金原子核中心的最小距離約為2×10－14m，已知金的摩爾質(zhì)量為197×10－3kg·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)為6×1023mol解析：依據(jù)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，題設(shè)數(shù)據(jù)2×10－14m可以認(rèn)為是金原子核的半徑r，則金原子核的體積為V＝eq\f(4,3)πr3，金的摩爾質(zhì)量為M＝197×10－3kg·mol－1，則一個金原子的質(zhì)量為m0＝eq\f(M,NA)＝3.3×10－25kg，因金原子核幾乎集中了金原子的全部質(zhì)量，故可認(rèn)為金原子核的質(zhì)量等于金原子的質(zhì)量，即m核＝m0，則ρ＝eq\f(m核,V)＝eq\f(3.3×10－25,\f(4,3)π×2×10－143)kg/m3≈1×1016kg/m答案：1×1016kg/m3[C組學(xué)霸沖刺]12．在α粒子散射試驗中，依據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大?。F(xiàn)有一個α粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79，求該α粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場中的電勢能表達(dá)式為ε＝keq\f(q1q2,r)，α粒子質(zhì)量為6.64×10－27kg)．解析：當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動時，α粒子的動能轉(zhuǎn)化為電勢能，達(dá)到最近距離時，動能全部轉(zhuǎn)