2019-2020学年高中物理 第三章 原子结构之谜 第二节 原子的结构随堂演练课件 粤教版选修3-

[随堂检测]1．有一位科学家，他通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，这位提出原子核式结构模型的科学家被誉为原子物理学之父，他是()A．汤姆生B．卢瑟福C．盖革D．马斯顿答案：B2．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是()A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现解析：选A.卢瑟福通过α粒子散射实验，发现少部分α粒子出现了大角度偏转，从而提出了原子的核式结构模型，认为原子是由处于原子中央的很小的原子核和核外带负电的电子组成的．3．如图所示，X表示金原子核，α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()解析：选D.α粒子离金核越远其斥力越小，轨道弯曲就越差，故选项D正确．4．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α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α粒子产生库仑力的正电荷C．α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，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等解析：选ABC.电子的质量很小，当与α粒子作用时，对α粒子运动的影响极其微小，A正确；α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集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误．[课时作业]一、单项选择题1．α粒子散射实验中，使α粒子大角度偏转的原因是()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：选D.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粒子散射的原因是库仑斥力．选项D对．2．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A．说明了质子的存在B．说明了原子核是由质子和中子组成的C．说明了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D．说明了正电荷在原子核内均匀分布解析：选C.α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核，它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量．故应选C.3．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为()A．α粒子和电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子体积极小，α粒子碰撞不到电子解析：选C.α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子质量只有α粒子的17300，α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子几乎不改变其运动方向，故上述选项中正确的是C.4．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪些情况()A．动能最大B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小D．所受原子核斥力最大解析：选D.α粒子接近金原子核时，α粒子与原子核之间产生的库仑力做负功，动能减小，势能增大，总能量不变，故D正确，A、B、C错误．5．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的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．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：选A.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；如果原子核在②、③区，α粒子会向①区偏；如原子核在①区，可能会出现如题图所示的轨迹，故应选A.6．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图所示，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、vc，则其关系为()A．vavbvcB．vcvbvaC．vbvavcD．vcvavb解析：选C.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，vavb，当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vcvb.又因为从a到c的整个过程电场力对α粒子做正功，故vavc，所以vcvavb，选项C正确．二、多项选择题7．关于原子的核式结构学说，下列说法正确的是()A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小B．电子在核外绕核旋转的向心力是由原子核对它的库仑力提供的C．原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里D．原子核的直径约是10－10m解析：选AB.由于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，所以选项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力提供向心力，所以选项B正确．原子核的直径约是10－15m，原子的直径约是10－10m，所以选项D错误．8．关于卢瑟福的α粒子散射实验，以下判断中正确的是()A．如用铝箔代替原实验中的金箔，则α粒子不会发生散射现象B．如用铝箔代替原实验中的金箔，则α粒子仍会发生散射现象，但现象不显著C．如用质子代替原实验中的α粒子，则质子不会发生散射现象D．如用阴极射线代替原实验中的α粒子，则阴极射线不会发生散射现象解析：选BD.用铝箔代替原实验中的金箔，或用质子代替原实验中的α粒子，粒子仍受斥力作用，只是斥力相对减小，仍会发生散射现象，但不明显；而用阴极射线——电子代替原实验中的α粒子，电子将受引力作用而不会发生散射现象．9．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则()A．α粒子的动能和动量几乎没有损失B．α粒子将损失大部分动能和动量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：选AC.电子的质量远小于α粒子的质量，两者发生碰撞时，对α粒子的动能和动量几乎没有影响，选项A、C正确．10．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，为了解释实验结果，他提出了原子的核式结构学说．如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中能正确反映实验结果的是()解析：选BD.α粒子和原子核都带正电，α粒子离核越近受斥力越大，偏转越大，C错、D对；曲线运动的轨迹总是弯向受力的一侧，A错、B对．三、非选择题11．在α粒子散射实验中，根据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ε＝kq1q2r，α粒子质量为6.64×10－27kg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12mv2＝kq1q2d，故d＝2kq1q2mv2＝2×9.0×109×2×79×（1.6×10－19）26.64×10－27×（2.0×107）2m≈2.7×10－14m.答案：2.7×10－14m12．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粒子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：根据库仑定律有F＝kq1q2r2＝k·79e·2er2＝9×109×（79×1.6×10－19）×（2×1.6×10－19）（10－13）2N≈3.64N.根据牛顿第二定律可算出α粒子离核最近时受到的金核的库仑斥力对α粒子产生的加速度大小a＝Fmα＝3.646.64×10－27m/s2≈5.48×1026m/s2.答案：3.64N5.48×1026m/s2