原子的核式結構模型

1、課時作業(yè)11原子的核式結構模型1 .如圖11 1為a粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的a、b、c、d四個位置時，關于觀察到的現(xiàn)象，下述說法不正確的是（）二:c圖 111a.相同時間內(nèi)放在 a位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多8 .相同時間內(nèi)放在 b位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在a位置時少得多c.放在c、d位置時屏上觀察不到閃光d.放在d位置時屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少解析：根據(jù)a粒子散射實驗的現(xiàn)象，絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本上沿原方向前進，因此在a位置觀察到閃光次數(shù)最多，故 a正確，少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，因此從 a到d觀察到的閃光會逐漸減小，因此 b、d正

2、確，c錯。答案：c9 .關于a粒子散射實驗，下列說法正確的是（）a.該實驗在真空環(huán)境中進行b.帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動c.熒光屏上的閃光是散射的a粒子打在熒光屏上形成的d.熒光屏只有正對 a粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光解析：由a粒子散射實驗裝置及其作用，可選 a、b、c;對于c項，考慮到有少數(shù)的a粒子因為靠近金原子核，受到斥力而改變了運動方向，故 d錯。答案：a、b、c10 盧瑟福的a粒子散射實驗的結果顯示了下列哪些情況（）a.原子內(nèi)存在電子一 -10b.原子的大小為 10 mc.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上d.原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里解析：

3、根據(jù)a粒子散射實驗現(xiàn)象， 絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后沿原來方向前進，少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)， 極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角幾乎到 180 ， 可知 a 、 c 不正確， 而實驗結果不能判定原子的大小為10 10 m,只有d項才是上述實驗結果，故答案選d。答案： d4 .在“粒子的散射實驗中，使少數(shù) a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對 a粒子 的()a 萬有引力b 庫侖力c.磁場力d.核力解析：在a粒子散射實驗中，粒子間的主要作用力是庫侖力。答案： b5 . a粒子散射實驗中，不考慮電子和a粒子的碰撞影響，這是因為 ()a. a粒子與電子根本無相互作用b. a粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的c.

4、a粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計d.電子很小，a粒子碰撞不到電子解析：a粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，碰撞時電子對 a粒子的運動影響極小，幾乎不改變其運動方向，故 c正確。答案： c6.在a粒子散射實驗中，當在 a粒子最接近原子核時，關于描述 a粒子的有關物理量 情況正確的是()a 動能最小b 勢能最小c. a粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小d. a粒子所受金原子核的斥力最大解析：a粒子和金原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥力，兩者距離減小時，庫侖力做負功，故a粒子動能減小，電勢能增加；系統(tǒng)的能量守恒，由庫侖定律可知隨著距離的減小，庫侖斥力逐漸增

5、大。答案： a 、 d7 .在a粒子穿過金箔發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的過程中，下列說法正確的是 ()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粒子一直受到庫侖斥力，速度一直減小解析：a粒子被金原子核散射的過程一直受到原子核對a粒子的庫侖斥力作用，靠近過程庫侖斥力做負功，電子動能減小，電勢能增大；遠離過程庫侖斥力做正功，電子動能增大，電勢能減小。所以散射過程中電子一直受到庫侖斥力作用，電子的速度先減小后增大，即正確選項為b。答案：b8 .關于原子的核式結構模型，下列說法正確的是（）a.原子

6、中絕大部分是“空”的，原子核很小9 .電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對它的庫侖力c.原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里10d.原子核的直徑的數(shù)量級是 10 m解析：因為原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，而原子核又很小，所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是 “空”的，a正確，c錯誤；電子繞原子核的圓周運動是原子核與 電子間的庫侖引力提供向心力，b正確；原子核直徑的數(shù)量級是10-15 m,原子直徑的數(shù)量級是10 10 m, d錯誤。答案：a、b9 .用a粒子撞擊金原子核發(fā)生散射，圖 112中關于a粒子的運動軌跡正確的是（）圖 11 2a. ab. bc. cd. d解析：a粒子受金原子核的

7、排斥力，方向沿兩者的連線方向，運動軌跡彎向受力方向的一側(cè)，a、b均錯誤；離原子核越近，a粒子受到的斥力越大，偏轉(zhuǎn)越大，c、d正確。答案：c、d10 .如圖11 3所示為a粒子散射實驗中 a粒子穿過某一金屬原子核附近時的示意圖, a、b、c三點分別位于兩個等勢面上，則以下說法正確的是（）圖 11 3a . a粒子在a處的速度比在b處的速度小b. a粒子在b處的速度最大c. a粒子在a、c處的速度大小相等d. a粒子在b處速度比在 c處速度小解析：a、c兩處在同一等勢面上電場力不做功，動能不變，a到b電場力做負功，動能減少。答案：c、d111.假設a粒子以速率vo與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰

8、，電子質(zhì)量me = 7 300ma,金原子核質(zhì)量 mau = 49m。求：(1)瓶子與電子碰撞后的速度變化；(2)瓶子與金原子核碰撞后的速度變化。解析：a粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，動量和能量均守恒，12 12 1. 2由動重寸恒 mavo= mav 1+ mv 2,由能重寸恒 2mavo=2mov 1 + 2mv 2,ma m2m解得 v 1=vo,速度變化 &=v 1 v0= v0om a+ mma+ m(1)與電子碰撞，將 me= 7 ；nnm代入得av產(chǎn)2.7 x 10-4vo； 7 300(2)與金原子核碰撞，將mau=49m(x代入，得 av2 = -1.96v0。答案：(1)2

9、.7x 10 4v0 (2) - 1.96v012.已知電子質(zhì)量為 9.1 x 10-31 kg,帶電量為1.6x 10-19 c,氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn) 時的軌道半徑為0.53x10 10 m,求電子繞核運動的線速度、動能、周期和形成的等效電流 強度。解析：由盧瑟福的原子模型可知，電子繞核做圓周運動，所需的向心力由核對電子的庫22侖引力來提供，根據(jù)8，女工得r= erm1 c 1運動周期:102x 3.14x0.53x102.19x 106s 1.52x10 16 s其動能：ek=2mv2 = 2 9.1 x 10 31 x (2.18x 106)2 j-2.17x 10 18 j電子繞核運

10、動形成的等效電流強度: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粒子散射實驗中，根據(jù)a粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離可 以估算原子核的大小。現(xiàn)有一口粒子以2.0x 107 m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79,求該a粒子與金原子核間的最近距離。(已知帶電粒子在點電荷電場中的電勢能表達式為 ep= kqrq2, k 為靜電常量，m)a= 6.64x 10 27 kg)解析：a粒子與金原子核發(fā)生對心碰撞時，a粒子在靠近原子核運

11、動的過程中，a粒子的動能轉(zhuǎn)化為電勢能， 達到最近距離時，其動能全部轉(zhuǎn)化為電勢能，所以a粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離d即為所求。當a粒子與原子核對心碰撞， 其全部的動能轉(zhuǎn)化為電勢能時，a粒子與原子核的距離最近，即有)學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 .氫原子中電子離核最近的軌道半徑n=0.53x10 10 m,試計算在此軌道上電子繞核運動的頻率和加速度。解析：因為電子在原子核外繞核高速運轉(zhuǎn)，此時帶負電的電子繞帶正

12、電的原子核做圓周f引=f向來運動，電子所需的向心力恰好由電子和原子核間的庫侖引力來提供，所以利用 解決此問題。電子繞核做勻速圓周運動，庫侖引力作向心力。設電子繞核轉(zhuǎn)動的頻率為f,加速度為a。已知電子質(zhì)量為 me= 0.91 x 10 30 kg電子電荷量和質(zhì)子電荷量均為e= 1.6 x 10-19 c2因為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根據(jù)向心加速度的公式答案：9.01 x 1022 m/s2 6.6x1015 hz15 .如圖11 4所示，m、n為原子核外的兩個等勢面，已知 u