2024-2025学年高中物理第十八章原子结构2原子的核式结构模型课后作业含解析新人教版选修3-5

PAGEPAGE4原子的核式结构模型时间：45分钟一、选择题(1～4题为单选，5～9题为多选)1．如图所示是α粒子被重核散射时的运动轨迹，其中不行能存在的轨迹是(C)A．aB．bC．c D．d解析：α粒子距离原子核越近，受到的库仑斥力越大，轨迹弯曲越厉害，故C是错误的．2．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出核式结构模型．如图甲、乙所示，都采纳了类比推理的方法．下列事实中，主要采纳类比推理的是(C)A．人们为便于探讨物体的运动而建立的质点模型B．伽利略从教堂吊灯的摇摆中发觉摆的等时性规律C．库仑依据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉试验证明光是一种波解析：质点的模型是一种志向化的物理模型，是为探讨物体的运动而建立的；伽利略摆的等时性是通过自然现象发觉的；托马斯·杨是通过试验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的．3．卢瑟福在说明α粒子散射试验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为(D)A．α粒子与电子之间有相互排斥，但斥力很小，可忽视B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零C．电子体主动小，α粒子不行能碰撞到电子D．电子质量微小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽视解析：α粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生明显的变更，所以α粒子和电子的碰撞可以忽视．A、B、C错，D正确．4．在卢瑟福的α粒子散射试验中，某一α粒子经过某一原子核旁边时的运动轨迹如图中实线所示．图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是(A)A．可能在①区域 B．可能在②区域C．可能在③区域 D．可能在④区域解析：α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏转；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹，故应选A.5．对α粒子散射试验装置的描述，你认为正确的有(AC)A．试验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对试验无影响C．假如不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象D．试验装置放在空气中和真空中都可以解析：若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必定受较大的阻碍而影响试验效果，B错．若改用铝箔，铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍能发生，C对．若放置在空气中，空气中的尘埃对α粒子的运动会产生影响，故D错．6．由α粒子的散射试验可以得出的正确结论有(ABD)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．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上E．原子中存在着带负电的电子解析：卢瑟福由α粒子散射试验得到的结论有：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原子核内，带负电的电子在核外的空间运动．7．关于原子结构理论与α粒子散射试验的关系，下列说法正确的是(AD)A．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的缘由是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小B．使α粒子发生大角度偏转的缘由是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等C．卢瑟福的α粒子散射试验是为了验证核式结构理论的正确性D．卢瑟福依据α粒子散射试验的现象提出了原子的核式结构理论解析：α粒子穿过原子时，只有少数α粒子发生大角度偏转的缘由是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小，故A正确；造成α粒子发生大角度偏转的缘由，是在原子中微小的区域内存在对α粒子产生库仑力的正电荷，α粒子受到的斥力比较大，故B错误；卢瑟福依据α粒子散射试验的现象提出了原子的核式结构理论，C错误，D正确；故选A、D.8．下列对原子结构的相识中，正确的是(ABC)A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外旋转，库仑力供应向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核的直径大约是10－10m解析：原子由位于原子中的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力供应向心力，由此可判定B、C正确．原子核直径数量级为10－15m，而原子直径的数量级为10－10m，故A、B、C正确，D错误．9．关于α粒子散射试验，下列说法中正确的是(BC)A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能削减C．α粒子离开原子核的过程中，电势能削减D．对α粒子散射试验的数据进行分析，可以估算出α粒子的大小解析：由于原子核占整个原子很小的一部分，非常接近核的α粒子很少，所以绝大多数α粒子几乎不偏转，A错误；由α粒子散射试验数据，卢瑟福估算出了原子核的大小，D错误；α粒子接近原子核的过程中，克服库仑力做功，所以动能减小，电势能增大，远离原子核时，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，B、C正确．二、非选择题10．在α粒子散射试验中，依据α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，现有一个α粒子以2.0×107m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79.求该α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＝keq\f(q1q2,r)，α粒子质量为6.64×10－27kg)答案：2.7×10－14m解析：当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则eq\f(1,2)mv2＝keq\f(q1q2,d).d＝eq\f(2kq1q2,mv2)＝eq\f(2×9.0×109×2×79×1.6×10－192,6.64×10－27×2.0×1072)m≈2.7×10－14m.11．1909年～1911年，英国物理学家卢瑟福与其合作者们做了用α粒子轰击金箔的试验．发觉绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；少数α粒子却发生了较大角度的偏转；极少数α粒子偏转角度超过了90°；有的甚至被弹回，偏转角几乎达到了180°，这就是α粒子散射试验．为了说明这个结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里围着核旋转．请你利用α粒子散射试验结果估算原子核的大小(保留一位有效数字)．下列公式或数据为已知：点电荷的电势U＝eq\f(kQ,r)，静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，金原子序数为79，α粒子质量mα＝6.64×10－27kg，α粒子速度v＝1.6×107m/s，电子电量e＝1.6×10－19C.答案：4×10－14m解析：由