高中物理第三章原子的结构学案含解析粤教版选修

1、学案2原子的结构学习目标定位 1.知道粒子散射实验的实验方法和实验现象.2.知道卢瑟福原子核式结构模型的主要内容.3.能说出原子和原子核大小的数量级1汤姆生的原子模型汤姆生提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中汤姆生的原子模型被称为葡萄干布丁模型该模型能解释一些实验现象，但后来被粒子散射实验否定了2粒子散射实验(1)粒子从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核，由两个中子和两个质子组成，质量为氢原子的4倍、电子的7 300倍(2)实验结果 绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进少数粒子发生大角度偏转，并且有极少数粒子的偏

2、转角超过了90.(3)卢瑟福的核式结构模型1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动3原子核的大小对于一般的原子核，实验确定的原子核半径R的数量级为1015m1014m，而整个原子半径的数量级大约是1010m.因而原子内部十分“空旷”解决学生疑难点：一、粒子散射实验问题设计阅读课本“粒子散射实验”，回答下列问题：(1)粒子散射实验装置由几部分组成？实验过程是怎样的？(2)粒子散射实验的实验现象是什么？答案(1)实验装置：粒子源：钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能粒子，带两个单位的正电，质量为氢原子质量的4倍金箔：特点是金原子

3、的质量大，且易延展成很薄的箔显微镜：能绕金箔在水平面内转动荧光屏：荧光屏装在放大镜上整个实验过程在真空中进行金箔很薄，粒子(eq oal(4,2)He)很容易穿过实验过程：粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对粒子有库仑力作用，一些粒子会改变原来的运动方向带有显微镜的荧光屏可以沿图中虚线转动，以统计向不同方向散射的粒子的数目(2)粒子散射实验的实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90 .要点提炼1粒子散射实验装置由粒子源、金箔、显微镜、荧光屏等几部分组成，实验时从粒子源到荧光屏这段路程应

4、处于真空中2实验发现：绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，有少数粒子发生了大角度偏转3粒子散射实验的结果用汤姆生的“葡萄干布丁模型”无法解释二、卢瑟福原子核式结构模型问题设计按照汤姆生的原子模型，正电荷弥漫性均匀分布在原子内，粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对粒子运动的影响不会很大，因而不会发生大角度散射现象，这与实验结果相矛盾为了解释实验结果，卢瑟福提出了怎样的原子模型？用该模型怎样解释粒子散射实验的实验现象？答案卢瑟福提出了原子核式结构模型它认为原子由原子核和核外电子构成利用原子核式结构模型能很好地解释粒子散射实验：当粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原

5、子核的斥力很小，粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数粒子不发生偏转只有当粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少如果粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180，这种机会极少，如图所示要点提炼1卢瑟福原子核式结构模型在原子中心有一个很小的核，叫原子核原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转2在粒子散射实验中，当粒子离带正电的原子核很远时，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不变，少数粒子离带正电的原子核很近时，受到的库仑斥力很大，运动方向发生较大的改变，因而发生大角度偏转一、对粒子

6、散射实验的认识例1(单选)如图1所示为卢瑟福和他的同事们做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，观察到的现象，下述说法中错误的是()图1A放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些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粒子散射现象，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞了回来”故本题应选C.答案C针对训练1(单选)对粒子散射实验装置的描述，你认为正确的是()

7、A实验器材有粒子源、金箔、带有荧光屏的显微镜B金箔的厚度对实验无影响C如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象D实验装置放在空气中和真空中都可以答案A解析实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于粒子的质量，散射现象仍然发生，C项错空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错正确选项为A.二、原子的核式结构分析例2(单选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容不包括()A原子的中心有个核，叫原子核B原子的正电荷均匀分布在整个原子中C原子的全部正电荷和几乎

8、全部质量都集中在原子核里D带负电的电子在核外绕着核旋转解析卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转，由此可见，B选项错误，本题选B.答案B针对训练2(单选)在卢瑟福粒子散射实验中，只有少数粒子发生了大角度偏转，其原因是()A原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里B正电荷在原子内是均匀分布的C原子中存在着带负电的电子D原子的质量在原子核内是均匀分布的答案A解析本题考查了学生对粒子散射实验结果与原子的核式结构关系的理解原子的核式结构正是建立在粒子散射实验结果基础上的，C

9、、D的说法没有错，但与题意不符原子的结构 eq blcrc (avs4alco1(汤姆生的原子模型,粒子散射实验blcrc (avs4alco1(实验装置,实验现象),卢瑟福原子核式结构模型blcrc (avs4alco1(内容,对粒子散射实验现象,的解释),原子结构blcrc (avs4alco1(原子核blcrc (avs4alco1(组成,电荷数与尺度),核外电子)1(单选)卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用粒子轰击金箔，实验中发现粒子()A全部穿过或发生很小偏转B绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D全部发生很大偏转答案

10、B解析卢瑟福的粒子散射实验结果是绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A错误粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转，并且有极少数粒子偏转角超过了90，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180，故选项B正确，选项C、D错误2(单选)卢瑟福的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B原子的大小为1010 mC原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里答案D解析根据粒子散射实验现象，绝大多数粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90，可知C错，A与题意不符而实验结果不能判定原子的大小为1010 m，B错，故选

11、D.3(单选)关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是()A原子是一个质量分布均匀的球体B原子的质量几乎全部集中在原子核内C原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D原子半径的数量级是1010m，原子核半径的数量级是1010m答案B解析根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B正确4(单选)当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粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B粒子一直受到原子核的斥力作用C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粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案B解析粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B

12、正确；粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，故D错误5(单选)卢瑟福对粒子散射实验的解释不正确的是()A使粒子产生偏转的主要是原子中电子对粒子的作用力B使粒子产生偏转的力是库仑力C原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进D能发生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子答案A解析原子核带正电，与粒子间存在库仑力，当粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对，本题选A.概念规律题组

13、1(双选)下列关于原子结构的说法正确的是()A电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B粒子散射实验揭示了原子的核式结构C粒子散射实验中绝大多数粒子都发生了较大偏转D粒子散射实验中有的粒子发生较大偏转是粒子与原子发生碰撞所致答案AB解析电子的发现，证明了原子内部有带正电的物质，说明原子内部还有复杂结构粒子的散射实验揭示了原子的核式结构2(单选)由粒子散射实验结果可知，下列说法不正确的是()A原子中绝大部分是空的B原子中全部正电荷都集中在原子核上C原子核内有电子D原子的质量几乎全部都集中在原子核上答案C3(单选)粒子散射实验中，不考虑电子和粒子的碰撞影响，是因为()A粒子与电子根本无相互作用B粒子受

14、电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D电子很小，粒子碰撞不到电子答案C解析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，只有粒子质量的七千三百分之一，碰撞时对粒子的运动影响极小，几乎不改变其运动方向，就像一颗子弹撞上一个尘埃一样，故正确选项是C.4(单选)卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是粒子散射实验，在粒子散射实验中，大多数粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是()A粒子穿越金箔时距离原子核较近B粒子穿越金箔时距离原子核较远C粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力

15、构成平衡力答案B解析根据粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子的核式结构，他认为原子的中心有一个很小的核，聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量大多数粒子穿越金箔时距离金原子核较远，所以受到原子核的作用力较小，基本上仍然沿着原来的方向运动方法技巧题组5(单选)在粒子散射实验中，使少数粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对粒子的()A万有引力 B库仑力C磁场力 D核力答案B解析金原子核和粒子在距离很近时，产生较大的库仑力而使少数粒子发生大角度偏转6(单选)如图所示，X表示金原子核，粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的()答案D解析粒子离金核越远其斥力越小，轨道弯曲程度就越小

16、，故选项D正确图17(双选)如图1所示为粒子散射实验中粒子穿过某一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，则以下说法中正确的是()A粒子在A处的速度比在B处的速度小B粒子在B处的速度最大C粒子在A、C处的速度的大小相同D粒子在B处的速度比在C处的速度小答案CD解析根据粒子的运动轨迹曲线，可判定粒子受到的是斥力，由A到B库仑力做负功，速度减小，故选项A、B错误由于A、C两点位于同一等势面上，所以粒子在A、C处的速度大小相同，C、D项正确8(单选)关于粒子散射实验，下列说法不正确的是()A粒子穿过原子时，由于粒子的质量比电子大得多，电子不可能使粒子的运动方向发生明显的改变B由于绝

17、大多数粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对粒子产生库仑力的正电荷C粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，粒子接近原子核的机会很小D使粒子发生大角度偏转的原因是粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对粒子的斥力不相等答案D解析电子的质量很小，当和粒子作用时，对粒子运动的影响极其微小，A正确粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误创新应用题组9已知电子质量为9.11031 kg，带电荷量为1.61019 C，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.531010 m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流答案2.19106 m/s6.581015 Hz2.171018 J107103 A解析根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力可知keq f(e2,r2)meq f(v2,r)ve eq r(f(k,rm)1.61019 eq r(f(9109,0.53101