高中物理 18.2 原子的核式结构模型活页规范训练 新人教版选修3-5

原子的核式结构模型考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难α粒子散射实验1、2、3、6、74、5、8卢瑟福的核式结构模型910、11综合提升1213知识点一α粒子散射实验1．关于α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α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光解析本题考查α粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解α粒子散射实验基础上，才能选出正确选项A、B、C；对于D项，考虑到有少数的α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ABC2．下列列举的现象中，哪些是卢瑟福在α粒子散射实验中观察到的，并据此现象得出原子的核式结构学说()．A．大多数α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子仍按原方向前进B．多数α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子按原方向前进或被弹回C．绝大多数α粒子穿过金箔片仍按原方向前进D．极少数α粒子发生较大角度偏转，甚至被弹回解析本题的关键是理解卢瑟福的原子核式结构，按照这个结构，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转．答案CD3．如图18-2-4所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线()．图18A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转解析卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大．选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D错误．答案A4．在α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是()．A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用解析α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射原因是库仑斥力，D对．答案D5．卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为()．A．α粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略解析考查对教材知识的全面认识和理解，卢瑟福对散射现象的分析中包含这部分内容，从质量大小对运动改变的影响角度分析解答．原因是电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生什么改变，所以α粒子和电子的碰撞可以忽略，因此D正确．答案D6．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们的入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的()．解析α粒子离金核越远，其所受斥力越小，轨道弯曲的就越小，故D对．答案D7．在α粒子散射实验中，某个α粒子跟金箔中的电子相撞，则()．A．α粒子的动能几乎没有损失B．α粒子将损失大部分动能C．α粒子不会发生显著的偏转D．α粒子将发生较大角度的偏转解析电子的质量相对α粒子非常小，相当于子弹撞到尘埃上，所以完全可以忽略．答案AC图18－2－58．卢瑟福通过________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．平面示意图18－2－5中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹．解析α粒子与原子核都带正电，所以α粒子受到原子核的斥力作用，由运动和力的关系可画出中间两条α粒子的运动轨迹．答案α粒子散射α粒子运动轨迹如图所示．知识点二卢瑟福的核式结构模型9．(·潍坊高二检测)高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图18-2-6所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、()．图18A．va<vb<vc B．vc<vb<vaC．vb<va<vc D．vc<va<vb解析α粒子和原子核都带正电，相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，va>vb.当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vc>vb，又因为从a到c的整个过程中电场力对α粒子做正功．故va<vc，所以vc>va>vb，选项C正确．答案C图18－2－710．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图18－2－7中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是()．A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大解析α粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负功，动能减少，电势能增大；α粒子从b再运动到c，电场力做正功，动能增加，电势能减少；到达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，电场力所做总功为零，故A、B错，C对．α粒子从a到b，场强增大，加速度增大；从b到c，场强减小，加速度减小，故D错．答案C11．已知金的原子序数为79，α粒子离金原子核的最近距离为10－13m，则α离金核最近时受到的库仑力多大？对α粒子产生的加速度多大？已知α粒子的电荷量qα＝2e，质量mα＝6.64×10－27kg解析分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出：α粒子离核最近时受到的库仑力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.库仑斥力对α粒子产生的加速度大小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粒子的质量大约是电子质量的7300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少？解析设电子质量为m，碰后α粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性正碰中动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粒子速度减少了v－v1＝eq\f(2,7301)v.答案eq\f(2,7301)v13．已知电子质量为9.1×10－31kg，带电荷量为－1.6×10－19子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m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仑引力来提供．根据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；其动能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×9.1×10