原子核式結構模型

1、 一、一、粒子散射實驗與核式結構模型粒子散射實驗與核式結構模型 1.1.粒子散射實驗與湯姆孫的原子模型的沖突分析粒子散射實驗與湯姆孫的原子模型的沖突分析. . (1)(1)分析否定的原因分析否定的原因 由于電子質量遠小于由于電子質量遠小于粒子質量，所以電子不可能使粒子質量，所以電子不可能使粒粒 子發(fā)生大角度偏轉子發(fā)生大角度偏轉. . 使使粒子發(fā)生大角度偏轉的只能是原子中帶正電的部分，粒子發(fā)生大角度偏轉的只能是原子中帶正電的部分， 按照湯姆孫原子模型，正電荷在原子內是均勻分布的，按照湯姆孫原子模型，正電荷在原子內是均勻分布的，粒粒 子穿過原子時，它受到的兩側斥力大部分抵消，因而也不可子穿過原子時

2、，它受到的兩側斥力大部分抵消，因而也不可 能使能使粒子發(fā)生大角度偏轉，更不可能使粒子發(fā)生大角度偏轉，更不可能使粒子反向彈回，粒子反向彈回， 這與這與粒子的散射實驗相矛盾粒子的散射實驗相矛盾. . 實驗現(xiàn)象表明原子絕大部分是空的，除非原子的幾乎全部實驗現(xiàn)象表明原子絕大部分是空的，除非原子的幾乎全部 質量和所有正電荷都集中在原子中心的一個很小的核上，否質量和所有正電荷都集中在原子中心的一個很小的核上，否 則，則，粒子大角度散射是不可能的粒子大角度散射是不可能的. . (2)(2)原子的核式結構與原子的棗糕模型的根本區(qū)別原子的核式結構與原子的棗糕模型的根本區(qū)別 2.2.原子的核式結構模型對原子的核式

3、結構模型對粒子散射實驗結果的解釋：粒子散射實驗結果的解釋： (1)(1)當當粒子穿過原子時，如果離核較遠，受到原子核的斥力粒子穿過原子時，如果離核較遠，受到原子核的斥力 很小，很小，粒子就像穿過粒子就像穿過“一片空地一片空地”一樣，無遮無擋，運動一樣，無遮無擋，運動 方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數(shù)方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數(shù)粒子不發(fā)粒子不發(fā) 生偏轉生偏轉. . (2)(2)只有當只有當粒子十分接近原子核穿過時，才受到很大的庫侖粒子十分接近原子核穿過時，才受到很大的庫侖 力作用，偏轉角才很大，而這種機會很少力作用，偏轉角才很大，而這種機會很少. . (3)(3)如果如果

4、粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到180180， 這種機會極少，如圖所示這種機會極少，如圖所示. . 盧瑟福根據(jù)盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗估算出了原子核半粒子散射實驗估算出了原子核半 徑的數(shù)量級為徑的數(shù)量級為1010-15 -15 m. m. 【典例典例1 1】(2011(2011孝感高二檢測孝感高二檢測) )如圖所示為盧瑟福和他的同如圖所示為盧瑟福和他的同 事們做事們做粒子散射實驗的裝置示意圖粒子散射實驗的裝置示意圖, ,熒光屏和顯微鏡一起分熒光屏和顯微鏡一起分 別放在圖中別放在圖中A A、B B、C C、D D四個位置時四個位置時, ,觀察到的現(xiàn)象觀察到的

5、現(xiàn)象, ,下述說法下述說法 中正確的是中正確的是( )( ) A.A.放在放在A A位置時位置時, ,相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)最多相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B.B.放在放在B B位置時位置時, ,相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)只比相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A A位置位置 稍少些稍少些 C.C.放在放在C C、D D位置時位置時, ,屏上觀察不到閃光屏上觀察不到閃光 D.D.放在放在D D位置時位置時, ,屏上仍能觀察到一些閃光屏上仍能觀察到一些閃光, ,但次數(shù)極少但次數(shù)極少 【解題指導解題指導】審題時應重點關注以下幾點審題時應重點關注以下幾點 (1)(1)注意關鍵詞語注

6、意關鍵詞語“次數(shù)最多次數(shù)最多”、“稍少稍少”、“極少極少”等等. . (2)(2)明確實驗裝置中各部分的組成及作用明確實驗裝置中各部分的組成及作用. . 【標準解答標準解答】選選A A、D.D.在盧瑟福在盧瑟福粒子散射實驗中粒子散射實驗中,粒子穿粒子穿 過金箔后過金箔后, ,絕大多數(shù)絕大多數(shù)粒子仍沿原來的方向前進粒子仍沿原來的方向前進, ,故故A A正確正確, ,少少 數(shù)數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉粒子發(fā)生較大偏轉, ,極少數(shù)極少數(shù)粒子偏轉角度超過粒子偏轉角度超過9090, ,極極 個別個別粒子被反射回來粒子被反射回來, ,故故B B、C C錯錯,D,D對對. . 【規(guī)律方法規(guī)律方法】對對粒子散射實驗的

7、題的解法粒子散射實驗的題的解法 (1)(1)熟記裝置及原理熟記裝置及原理 粒子散射實驗是一個非常重要的實驗，因此對實驗器材、粒子散射實驗是一個非常重要的實驗，因此對實驗器材、 現(xiàn)象、現(xiàn)象分析、結論都必須弄明白，才能順利解答有關問現(xiàn)象、現(xiàn)象分析、結論都必須弄明白，才能順利解答有關問 題題. . (2)(2)理解建立核式結構模型的要點理解建立核式結構模型的要點 核外電子不會使核外電子不會使粒子的速度發(fā)生明顯改變粒子的速度發(fā)生明顯改變. . 湯姆孫模型不能解釋湯姆孫模型不能解釋粒子的大角度散射粒子的大角度散射. . 少數(shù)少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉粒子發(fā)生了大角度偏轉, ,甚至反彈回來甚至反彈回來, ,

8、表明這些表明這些 粒子在原子中的某個地方受到了質量、電量均比它本身大得粒子在原子中的某個地方受到了質量、電量均比它本身大得 多的物體的作用多的物體的作用. . 絕大多數(shù)絕大多數(shù)粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明 顯變化顯變化, ,說明原子中絕大部分是空的說明原子中絕大部分是空的. .原子的質量、電量都集原子的質量、電量都集 中在體積很小的核上中在體積很小的核上. . 【變式訓練變式訓練】關于關于粒子散射實驗，下述說法不正確的粒子散射實驗，下述說法不正確的 是是( )( ) A.A.粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中有正電荷粒子發(fā)生大角度散射的主要

9、原因是原子中有正電荷 B.B.粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C.C.只有少數(shù)只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電 荷和幾乎全部質量集中在一個很小的核上荷和幾乎全部質量集中在一個很小的核上 D.D.相同條件下，換用原子序數(shù)越小的物質做實驗，沿同一偏相同條件下，換用原子序數(shù)越小的物質做實驗，沿同一偏 轉角散射的轉角散射的粒子越少粒子越少 【解析解析】選選A.A.原子顯電中性，而電子帶負電，所以原子中一定原子顯電中性，而電子帶負電，所以原子中一定 存在帶正電的物質，但是湯姆孫的原子

10、模型不能解釋存在帶正電的物質，但是湯姆孫的原子模型不能解釋粒子的粒子的 散射現(xiàn)象，所以散射現(xiàn)象，所以粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原 子中正電荷的作用，而是正電荷集中在原子核上的原因，所以子中正電荷的作用，而是正電荷集中在原子核上的原因，所以 A A選項錯誤，選項錯誤，B B選項正確；只有少數(shù)選項正確；只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射的結粒子發(fā)生大角度散射的結 果證明原子中存在一個集中所有正電荷和幾乎所有質量的很小果證明原子中存在一個集中所有正電荷和幾乎所有質量的很小 的原子核，的原子核，C C選項正確；使選項正確；使粒子發(fā)生大角度散射的原因是受粒子發(fā)生大

11、角度散射的原因是受 到原子核的庫侖斥力，所以為使散射實驗現(xiàn)象更明顯，應采用到原子核的庫侖斥力，所以為使散射實驗現(xiàn)象更明顯，應采用 原子序數(shù)大的金箔，若改用原子序數(shù)小的物質做實驗，原子序數(shù)大的金箔，若改用原子序數(shù)小的物質做實驗，粒子粒子 受到原子核的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的受到原子核的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的粒子少，所以粒子少，所以 選項選項D D正確正確. . 【變式備選變式備選】盧瑟福和他的助手做盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實驗粒子轟擊金箔實驗, , 獲得了重要發(fā)現(xiàn)，關于獲得了重要發(fā)現(xiàn)，關于粒子散射實驗的結果粒子散射實驗的結果, ,下列說法正確下列說法正確 的是的是( )( ) A

12、.A.證明了質子的存在證明了質子的存在 B.B.證明了原子核是由質子和中子組成的證明了原子核是由質子和中子組成的 C.C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很 小的核里小的核里 D.D.說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動 【解析解析】選選C.C.粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了原子內存在一個集中了粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了原子內存在一個集中了 全部正電荷和幾乎全部質量的核全部正電荷和幾乎全部質量的核. .數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內有質數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內有質 子并預測核內存在中子子并預測核內存在中子, ,所以所以C

13、C對對,A,A、B B錯錯. .玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌 道量子化道量子化,D,D錯錯. . 二、二、粒子散射實驗中的能量轉化問題粒子散射實驗中的能量轉化問題 1.1.粒子的受力特點：粒子的受力特點：粒子與原子核間的作用力是庫侖斥力粒子與原子核間的作用力是庫侖斥力 大小：大?。?(1)(1)式中式中Q Q為原子核的電荷量為原子核的電荷量.q.q為為粒子所帶電粒子所帶電 量，量，r r為為粒子與原子核間的距離粒子與原子核間的距離.(2).(2)粒子離原子核越近，粒子離原子核越近， 庫侖力越大；運動加速度越大，反之，則越小庫侖力越大；運動加速度越大，反之，則越小. .方向：方向：粒子粒子

14、的受力沿原子核與的受力沿原子核與粒子的連線，由原子核指向粒子的連線，由原子核指向粒子粒子. . 2 kQq F. r 2.2.庫侖力對庫侖力對粒子的做功情況：粒子的做功情況： (1)(1)當當粒子靠近原子核時，庫侖斥力做負功，電勢能增加粒子靠近原子核時，庫侖斥力做負功，電勢能增加. . (2)(2)當當粒子遠離原子核時，庫侖斥力做正功，電勢能減小粒子遠離原子核時，庫侖斥力做正功，電勢能減小. . 3.3.粒子的能量轉化：僅有庫侖斥力做功，只是電勢能和動粒子的能量轉化：僅有庫侖斥力做功，只是電勢能和動 能之間相互轉化，而總能量保持不變能之間相互轉化，而總能量保持不變. . (1) (1)粒子與原

15、子核之間的萬有引力遠小于兩者粒子與原子核之間的萬有引力遠小于兩者 之間的庫侖斥力，因而可以忽略不計之間的庫侖斥力，因而可以忽略不計. . (2)(2)在處理在處理粒子等微觀粒子時一般不計重力粒子等微觀粒子時一般不計重力. . 【典例典例2 2】根據(jù)根據(jù)粒子散射實驗，盧瑟福粒子散射實驗，盧瑟福 提出了原子的核式結構模型提出了原子的核式結構模型. .圖中虛線表圖中虛線表 示原子核所形成的電場的等勢線，實線示原子核所形成的電場的等勢線，實線 表示一個表示一個粒子的運動軌跡粒子的運動軌跡. .在在粒子從粒子從 a a運動到運動到b b、再運動到、再運動到c c的過程中，下列說的過程中，下列說 法中正確

16、的是法中正確的是( )( ) A.A.動能先增大，后減小動能先增大，后減小 B.B.電勢能先減小，后增大電勢能先減小，后增大 C.C.電場力先做負功，后做正功，總功等于零電場力先做負功，后做正功，總功等于零 D.D.加速度先變小，后變大加速度先變小，后變大 【解題指導解題指導】解答該題應注意以下關鍵點解答該題應注意以下關鍵點 (1)(1)根據(jù)力和速度的夾角關系判斷功的正負根據(jù)力和速度的夾角關系判斷功的正負 (2)(2)根據(jù)力的大小判斷加速度的大小根據(jù)力的大小判斷加速度的大小 (3)(3)根據(jù)功能關系判斷動能的變化、電勢能的變化根據(jù)功能關系判斷動能的變化、電勢能的變化 【標準解答標準解答】選選C

17、.C.粒子受到原子核的庫侖力為斥力，當由粒子受到原子核的庫侖力為斥力，當由a a 到到b b時，庫侖力變大時，庫侖力變大, ,做負功，再由做負功，再由b b到到c c時，庫侖力減小，做時，庫侖力減小，做 正功正功. .故加速度先增大再減小，動能先減小后增大，電勢能先故加速度先增大再減小，動能先減小后增大，電勢能先 增大再減小，又因增大再減小，又因a a、c c在同一等勢面上，故總功為零，故在同一等勢面上，故總功為零，故C C對，對， A A、B B、D D均錯均錯. . 【規(guī)律方法規(guī)律方法】 粒子散射實驗中常用的規(guī)律粒子散射實驗中常用的規(guī)律 (1)(1)庫侖定律庫侖定律: : 用來分析用來分析

18、粒子和原子核間的相互粒子和原子核間的相互 作用力作用力. . (2)(2)牛頓第二定律牛頓第二定律: :該實驗中該實驗中粒子只受庫侖力，可根據(jù)庫侖粒子只受庫侖力，可根據(jù)庫侖 力的變化分析加速度的變化力的變化分析加速度的變化. . (3)(3)功能關系功能關系: :根據(jù)庫侖力做功，可分析動能的變化，也能分根據(jù)庫侖力做功，可分析動能的變化，也能分 析電勢能的變化析電勢能的變化. . (4)(4)原子核帶正電，其周圍的電場相當于正點電荷的電場，注原子核帶正電，其周圍的電場相當于正點電荷的電場，注 意應用其電場線和等勢面的特點意應用其電場線和等勢面的特點. . 12 2 q q Fk r ， 【變式訓

19、練變式訓練】粒子散射實驗中，當粒子散射實驗中，當粒子最接近原子核時，粒子最接近原子核時， 關于描述關于描述粒子的有關物理量正確的是粒子的有關物理量正確的是( )( ) A.A.動能最小動能最小 B.B.勢能最小勢能最小 C.C.粒子與金原子組成的系統(tǒng)能量最小粒子與金原子組成的系統(tǒng)能量最小 D.D.粒子所受金原子核的斥力最大粒子所受金原子核的斥力最大 【解析解析】選選A A、D.D.粒子和原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥粒子和原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥 力，兩者距離減小時，庫侖力做負功，故力，兩者距離減小時，庫侖力做負功，故粒子動能減小，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

20、知隨著距離的電勢能增加，系統(tǒng)的能量守恒；由庫侖定律可知隨著距離的 減小，庫侖力逐漸增大，故減小，庫侖力逐漸增大，故A A、D D正確正確. . 【典例典例】在在粒子散射實驗中，根據(jù)粒子散射實驗中，根據(jù)粒子與原子核發(fā)生對粒子與原子核發(fā)生對 心碰撞時能達到的最小距離可以估算原子核的大小心碰撞時能達到的最小距離可以估算原子核的大小. .現(xiàn)有一個現(xiàn)有一個 粒子以粒子以2.02.010107 7 m/s m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電的速度去轟擊金箔，若金原子的核電 荷數(shù)為荷數(shù)為79.79.求求粒子與金原子核間的最近距離粒子與金原子核間的最近距離( (已知帶電粒子已知帶電粒子 在點電荷電場中的電

21、勢能表達式為在點電荷電場中的電勢能表達式為 r r為距點電荷為距點電荷 的距離的距離.粒子質量為粒子質量為6.646.641010-27 -27 kg). kg). 12 P q q Ek, r 【解題指導解題指導】解答本題應把握以下三點：解答本題應把握以下三點： (1)(1)明確明確粒子的運動為沿粒子與原子核連線的直線運動粒子的運動為沿粒子與原子核連線的直線運動. . (2)(2)當動能減為零時，電勢能最大，離原子核最近當動能減為零時，電勢能最大，離原子核最近. . (3)(3)原子核的大小應該比最近距離小一些原子核的大小應該比最近距離小一些. . 【標準解答標準解答】當當粒子靠近原子核運動

22、時，粒子靠近原子核運動時，粒子的動能轉粒子的動能轉 化為電勢能，達到最近距離時，動能全部轉化為電勢能，所化為電勢能，達到最近距離時，動能全部轉化為電勢能，所 以以粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離為粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離為d d， 則則 答案：答案：2.72.71010-14 -14 m m 2 12 q q1 mvk. 2d 12 2 2 919 2 277 14 2kq q d mv 2 9.0 102 791.6 10 m 6.64 102.0 10 2.7 10 m. 一、選擇題一、選擇題 1.1.（20112011天津高考）下列能揭示原子具有核式結構的

23、實驗天津高考）下列能揭示原子具有核式結構的實驗 是是( )( ) A.A.光電效應實驗光電效應實驗 B.B.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)倫琴射線的發(fā)現(xiàn) C.C.粒子散射實驗粒子散射實驗 D.D.氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)氫原子光譜的發(fā)現(xiàn) 【解析解析】選選C C光電效應現(xiàn)象證明了光的粒子性本質，與原子光電效應現(xiàn)象證明了光的粒子性本質，與原子 結構無關，選項結構無關，選項A A錯誤；倫琴射線的發(fā)現(xiàn)以及氫原子光譜的發(fā)錯誤；倫琴射線的發(fā)現(xiàn)以及氫原子光譜的發(fā) 現(xiàn)都與原子的能級結構有關，都是原子能級躍遷的結論，選現(xiàn)都與原子的能級結構有關，都是原子能級躍遷的結論，選 項項B B、D D錯誤；盧瑟福的錯誤；盧瑟福的粒子散射實驗證實了

24、原子的核式結粒子散射實驗證實了原子的核式結 構模型，選項構模型，選項C C正確正確. . 2.2.粒子散射實驗中，不考慮電子和粒子散射實驗中，不考慮電子和粒子的碰撞影響，是粒子的碰撞影響，是 因為因為( )( ) A.A.粒子與電子根本無相互作用粒子與電子根本無相互作用 B.B.粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的 C.C.粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計 D.D.電子很小，電子很小，粒子碰撞不到電子粒子碰撞不到電子 【解析解析】選選C.C.粒子與電子之間存在相互作用力粒子與電子之間存在相互

25、作用力. .這個作用力這個作用力 是庫侖力，但由于電子質量很小，只有是庫侖力，但由于電子質量很小，只有粒子質量的粒子質量的 碰撞時對碰撞時對粒子的運動影響極小，幾乎不改變粒子的運動影響極小，幾乎不改變粒子的運動粒子的運動 方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，正確答案是方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，正確答案是C.C. 1 7 300 ， 3.(20113.(2011沈陽高二檢測沈陽高二檢測) )盧瑟福通過對盧瑟福通過對粒子散射實驗結果粒子散射實驗結果 的分析，提出的分析，提出( )( ) A.A.原子的核式結構模型原子的核式結構模型 B.B.原子核內有中子存在原子核內有中子存在 C.C.電

26、子在原子核外面運動電子在原子核外面運動 D.D.原子核是由質子和中子組成的原子核是由質子和中子組成的 【解析解析】選選A A、C.C.盧瑟福通過對盧瑟福通過對粒子散射實驗結果的分析，粒子散射實驗結果的分析， 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)粒子通過金箔時，絕大多數(shù)不發(fā)生偏轉，仍沿原來的粒子通過金箔時，絕大多數(shù)不發(fā)生偏轉，仍沿原來的 方向前進，但有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于方向前進，但有少數(shù)發(fā)生大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于 9090，有的幾乎達到，有的幾乎達到180180. .大多數(shù)不發(fā)生偏轉，說明原子中大多數(shù)不發(fā)生偏轉，說明原子中 存在很大的空間，少數(shù)發(fā)生大角度偏轉，說明存在很大的空間，少數(shù)發(fā)生大角度偏

27、轉，說明粒子受到很粒子受到很 強的庫侖力的作用，由此可知，原子內部存在質量很大、體強的庫侖力的作用，由此可知，原子內部存在質量很大、體 積很小的粒子，就是原子核，因此積很小的粒子，就是原子核，因此A A、C C選項正確選項正確. . 4.(20114.(2011泉州高二檢測泉州高二檢測) )如圖所示為盧瑟福如圖所示為盧瑟福粒子散射實驗粒子散射實驗 的原子核和兩個的原子核和兩個粒子的徑跡，其中可能正確的是粒子的徑跡，其中可能正確的是( )( ) 【解析解析】選選A.A.粒子在靠近金原子核時，離核越近，所受庫粒子在靠近金原子核時，離核越近，所受庫 侖斥力越大，偏轉角度越大，根據(jù)這個特點可以判斷出只

28、有侖斥力越大，偏轉角度越大，根據(jù)這個特點可以判斷出只有A A 正確正確. . 5.5.關于關于粒子散射實驗，下列說法正確的是粒子散射實驗，下列說法正確的是( )( ) A.A.該實驗可以在空氣環(huán)境中進行該實驗可以在空氣環(huán)境中進行 B.B.不用顯微鏡也可以在不同方向上觀察到散射的不用顯微鏡也可以在不同方向上觀察到散射的粒子粒子 C.C.熒光屏上的閃光是散射的熒光屏上的閃光是散射的粒子打在熒光屏上形成的粒子打在熒光屏上形成的 D.D.熒光屏只有正對熒光屏只有正對粒子源發(fā)出射線的方向才有閃光粒子源發(fā)出射線的方向才有閃光 【解析解析】選選C.C.由于由于粒子有很強的電離作用粒子有很強的電離作用. .其

29、穿透能力很弱，其穿透能力很弱， 所以該實驗要在真空中進行，故所以該實驗要在真空中進行，故A A錯；為觀察錯；為觀察粒子穿過金箔粒子穿過金箔 后在各個方向上的散射情況，必須用帶有熒光屏的顯微鏡來后在各個方向上的散射情況，必須用帶有熒光屏的顯微鏡來 觀察，直接用肉眼無法觀察到觀察，直接用肉眼無法觀察到, ,故故B B錯；熒光屏上的閃光是錯；熒光屏上的閃光是 粒子打在光屏上引起的，并且在各個方向上都能觀察到閃光，粒子打在光屏上引起的，并且在各個方向上都能觀察到閃光， 故故C C正確，正確，D D錯錯. . 6.6.關于關于粒子散射實驗的裝置粒子散射實驗的裝置, ,下列說法正確的是下列說法正確的是(

30、)( ) A.A.全部設備都放在真空中全部設備都放在真空中 B.B.熒光屏和顯微鏡能圍繞金箔在一個圓周上轉動熒光屏和顯微鏡能圍繞金箔在一個圓周上轉動 C.C.若將金箔改為銀箔若將金箔改為銀箔, ,就不能發(fā)生散射現(xiàn)象就不能發(fā)生散射現(xiàn)象 D.D.金箔的厚度不會影響實驗結果金箔的厚度不會影響實驗結果 【解析解析】選選A A、B.B.實驗必須在真空中進行實驗必須在真空中進行, ,故故A A對對. .熒光屏和顯熒光屏和顯 微鏡應該能圍繞金箔在一個圓周上轉動微鏡應該能圍繞金箔在一個圓周上轉動,B,B正確正確, ,金箔改為銀箔金箔改為銀箔 能發(fā)生散射現(xiàn)象能發(fā)生散射現(xiàn)象, ,但不明顯但不明顯,C,C錯誤錯誤,

31、粒子穿透能力弱粒子穿透能力弱, ,金箔要金箔要 很薄很薄. .故故D D錯錯. . 7.7.關于關于粒子散射實驗，下列說法正確的是粒子散射實驗，下列說法正確的是( )( ) A.A.粒子穿過原子時，由于粒子穿過原子時，由于粒子的質量比電子大得多，電粒子的質量比電子大得多，電 子不可能使子不可能使粒子的運動方向發(fā)生明顯的改變粒子的運動方向發(fā)生明顯的改變 B.B.由于絕大多數(shù)由于絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍按原來方向前進，所以粒子穿過金箔后仍按原來方向前進，所以 使使粒子發(fā)生大角度偏轉的原因是在原子中極小的區(qū)域內集粒子發(fā)生大角度偏轉的原因是在原子中極小的區(qū)域內集 中著對中著對粒子產生庫侖力的正電荷粒子

32、產生庫侖力的正電荷 C.C.粒子穿過原子時，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉的原因粒子穿過原子時，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉的原因 是原子核很小，是原子核很小，粒子接近原子核的機會很小粒子接近原子核的機會很小 D.D.使使粒子發(fā)生大角度偏轉的原因是粒子發(fā)生大角度偏轉的原因是粒子穿過原子時，原粒子穿過原子時，原 子內部兩側的正電荷對子內部兩側的正電荷對粒子的斥力不相等粒子的斥力不相等 【解析解析】選選A A、B B、C.C.電子的質量很小，當和電子的質量很小，當和粒子作用時，粒子作用時， 對對粒子運動的影響極其微小，粒子運動的影響極其微小，A A正確正確.粒子發(fā)生大角度偏粒子發(fā)生大角度偏 轉，說明原子

33、核的正電荷和幾乎全部的質量集中在一個很小轉，說明原子核的正電荷和幾乎全部的質量集中在一個很小 的區(qū)域內，所以的區(qū)域內，所以B B、C C正確正確,D,D錯誤錯誤. . 二、計算題二、計算題 8.8.根據(jù)根據(jù)粒子散射實驗及下列數(shù)據(jù)，估算原子核大小粒子散射實驗及下列數(shù)據(jù)，估算原子核大小. .金的原金的原 子序數(shù)子序數(shù)7979，粒子質量粒子質量m=6.64m=6.641010-27 -27 kg kg，粒子速度粒子速度v=2.0 v=2.0 10107 7 m/s m/s，電子電荷量，電子電荷量e=1.6e=1.61010-19 -19 C C，點電荷電勢，點電荷電勢U=kQ/rU=kQ/r， k=

34、9.0k=9.010109 9 Nm Nm2 2/C/C2 2. . 【解析解析】粒子正對金原子射去，速度為零時，動能全部轉粒子正對金原子射去，速度為零時，動能全部轉 化為電勢能，此時化為電勢能，此時粒子和金原子之間的距離近似為原子核粒子和金原子之間的距離近似為原子核 半徑半徑. . 答案：答案：2.72.71010-14 -14 m m 2 2 91919 2 277 14 1kQq mv 2r 2kQq r mv 2 9.0 1079 1.6 102 1.6 10 6.64 102.0 10 m 2.7 10 m. 9.9.粒子與金核粒子與金核197 197Au Au發(fā)生正碰時，如果發(fā)生正

35、碰時，如果粒子能接近金核的粒子能接近金核的 最小距離為最小距離為2 21010-14 -14 m m，試估算金核的密度為多少？，試估算金核的密度為多少？ 【解析解析】粗略地，可把金核看做一個球體，把粗略地，可把金核看做一個球體，把粒子接近它粒子接近它 的最小距離作為它的半徑的最小距離作為它的半徑r r，則金核的體積表示為，則金核的體積表示為 而金核的質量而金核的質量M=197M=1971.671.671010-27 -27 kg3.29 kg3.291010-25 -25 kg kg，故，故 其密度為其密度為 9.89.8101015 15 kg/m kg/m3 3. . 答案：答案：9.89.8101015 15 kg/m kg/m3 3 3 4 Vr 3 ， 25 3 3 14 3.29 10 M / V kg / m 4 3.142 10 3 【方法技巧方法技巧】 物理估算題的求解方法物理估算題的求解方法 物理估算題，對學生的思維能力、計算能力有較高的要求，物理估算題，對學生的思維能力、計算能力有較高的要求， 不僅是直覺