原子的核式结构模型

1、课时作业11原子的核式结构模型1 .如图11 1为a粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的a、b、c、d四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是（）二:c图 111a.相同时间内放在 a位置时观察到屏上的闪光次数最多8 .相同时间内放在 b位置时观察到屏上的闪光次数比放在a位置时少得多c.放在c、d位置时屏上观察不到闪光d.放在d位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：根据a粒子散射实验的现象，绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在a位置观察到闪光次数最多，故 a正确，少数a粒子发生大角度偏转，因此从 a到d观察到的闪光会逐渐减小，因此 b、d正

2、确，c错。答案：c9 .关于a粒子散射实验，下列说法正确的是（）a.该实验在真空环境中进行b.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动c.荧光屏上的闪光是散射的a粒子打在荧光屏上形成的d.荧光屏只有正对 a粒子源发出的射线方向上才有闪光解析：由a粒子散射实验装置及其作用，可选 a、b、c;对于c项，考虑到有少数的a粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故 d错。答案：a、b、c10 卢瑟福的a粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况（）a.原子内存在电子一 -10b.原子的大小为 10 mc.原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上d.原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里解析：

3、根据a粒子散射实验现象， 绝大多数a粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转， 极少数偏转角几乎到 180 ， 可知 a 、 c 不正确， 而实验结果不能判定原子的大小为10 10 m,只有d项才是上述实验结果，故答案选d。答案： d4 .在“粒子的散射实验中，使少数 a粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对 a粒子 的()a 万有引力b 库仑力c.磁场力d.核力解析：在a粒子散射实验中，粒子间的主要作用力是库仑力。答案： b5 . a粒子散射实验中，不考虑电子和a粒子的碰撞影响，这是因为 ()a. a粒子与电子根本无相互作用b. a粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的c.

4、a粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计d.电子很小，a粒子碰撞不到电子解析：a粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，碰撞时电子对 a粒子的运动影响极小，几乎不改变其运动方向，故 c正确。答案： c6.在a粒子散射实验中，当在 a粒子最接近原子核时，关于描述 a粒子的有关物理量 情况正确的是()a 动能最小b 势能最小c. a粒子与金原子核组成的系统能量最小d. a粒子所受金原子核的斥力最大解析：a粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故a粒子动能减小，电势能增加；系统的能量守恒，由库仑定律可知随着距离的减小，库仑斥力逐渐增

5、大。答案： a 、 d7 .在a粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是 ()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粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小解析：a粒子被金原子核散射的过程一直受到原子核对a粒子的库仑斥力作用，靠近过程库仑斥力做负功，电子动能减小，电势能增大；远离过程库仑斥力做正功，电子动能增大，电势能减小。所以散射过程中电子一直受到库仑斥力作用，电子的速度先减小后增大，即正确选项为b。答案：b8 .关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是（）a.原子

6、中绝大部分是“空”的，原子核很小9 .电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力c.原子的全部电荷和质量都集中在原子核里10d.原子核的直径的数量级是 10 m解析：因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，而原子核又很小，所以原子内绝大部分区域是 “空”的，a正确，c错误；电子绕原子核的圆周运动是原子核与 电子间的库仑引力提供向心力，b正确；原子核直径的数量级是10-15 m,原子直径的数量级是10 10 m, d错误。答案：a、b9 .用a粒子撞击金原子核发生散射，图 112中关于a粒子的运动轨迹正确的是（）图 11 2a. ab. bc. cd. d解析：a粒子受金原子核的

7、排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，a、b均错误；离原子核越近，a粒子受到的斥力越大，偏转越大，c、d正确。答案：c、d10 .如图11 3所示为a粒子散射实验中 a粒子穿过某一金属原子核附近时的示意图, a、b、c三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是（）图 11 3a . a粒子在a处的速度比在b处的速度小b. a粒子在b处的速度最大c. a粒子在a、c处的速度大小相等d. a粒子在b处速度比在 c处速度小解析：a、c两处在同一等势面上电场力不做功，动能不变，a到b电场力做负功，动能减少。答案：c、d111.假设a粒子以速率vo与静止的电子或金原子核发生弹性正碰

8、，电子质量me = 7 300ma,金原子核质量 mau = 49m。求：(1)瓶子与电子碰撞后的速度变化；(2)瓶子与金原子核碰撞后的速度变化。解析：a粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒，12 12 1. 2由动重寸恒 mavo= mav 1+ mv 2,由能重寸恒 2mavo=2mov 1 + 2mv 2,ma m2m解得 v 1=vo,速度变化 &=v 1 v0= v0om a+ mma+ m(1)与电子碰撞，将 me= 7 ；nnm代入得av产2.7 x 10-4vo； 7 300(2)与金原子核碰撞，将mau=49m(x代入，得 av2 = -1.96v0。答案：(1)2

9、.7x 10 4v0 (2) - 1.96v012.已知电子质量为 9.1 x 10-31 kg,带电量为1.6x 10-19 c,氢原子核外电子绕核旋转 时的轨道半径为0.53x10 10 m,求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流 强度。解析：由卢瑟福的原子模型可知，电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核对电子的库22仑引力来提供，根据8，女工得r= erm1 c 1运动周期:102x 3.14x0.53x102.19x 106s 1.52x10 16 s其动能：ek=2mv2 = 2 9.1 x 10 31 x (2.18x 106)2 j-2.17x 10 18 j电子绕核运

10、动形成的等效电流强度: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粒子散射实验中，根据a粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可 以估算原子核的大小。现有一口粒子以2.0x 107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79,求该a粒子与金原子核间的最近距离。(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为 ep= kqrq2, k 为静电常量，m)a= 6.64x 10 27 kg)解析：a粒子与金原子核发生对心碰撞时，a粒子在靠近原子核运

11、动的过程中，a粒子的动能转化为电势能， 达到最近距离时，其动能全部转化为电势能，所以a粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离d即为所求。当a粒子与原子核对心碰撞， 其全部的动能转化为电势能时，a粒子与原子核的距离最近，即有)学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 .氢原子中电子离核最近的轨道半径n=0.53x10 10 m,试计算在此轨道上电子绕核运动的频率和加速度。解析：因为电子在原子核外绕核高速运转，此时带负电的电子绕带正

12、电的原子核做圆周f引=f向来运动，电子所需的向心力恰好由电子和原子核间的库仑引力来提供，所以利用 解决此问题。电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力作向心力。设电子绕核转动的频率为f,加速度为a。已知电子质量为 me= 0.91 x 10 30 kg电子电荷量和质子电荷量均为e= 1.6 x 10-19 c2因为5 = 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根据向心加速度的公式答案：9.01 x 1022 m/s2 6.6x1015 hz15 .如图11 4所示，m、n为原子核外的两个等势面，已知 u