高中物理 課時(shí)提升作業(yè)五 第二章 原子結(jié)構(gòu) 2.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 教科版選修35

1、課時(shí)提升作業(yè) 五 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 (30分鐘50分)一、選擇題(本大題共7小題,每小題5分,共35分)1.(多選)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的下列說(shuō)法中正確的是()a.在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后,仍沿原來(lái)方向前進(jìn),少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°,有的甚至被彈回接近180°b.使粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來(lái)自帶正電的核及核外電子,當(dāng)粒子接近核時(shí),是核的排斥力使粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),當(dāng)粒子接近電子時(shí),是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)c.實(shí)驗(yàn)表明原子中心有一個(gè)極小的核,它占有原子體積的極小部分d.實(shí)驗(yàn)表明原子中心的核帶有原子的全部正電及全部質(zhì)量【解析】選a、c。a是對(duì)

2、粒子散射實(shí)驗(yàn)的正確描述,正確;使粒子偏轉(zhuǎn)的力是原子核對(duì)它的庫(kù)侖斥力,電子對(duì)粒子的影響就像灰塵對(duì)槍彈的影響,完全可以忽略,故b錯(cuò)誤;極少數(shù)粒子被彈回表明:作用力很大原子內(nèi)部的“核”質(zhì)量很大,電量集中,故c正確;原子核外的電子盡管質(zhì)量小,但也有質(zhì)量,d錯(cuò)誤。2. 在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一粒子經(jīng)過(guò)某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線所示。圖中p、q為軌跡上的點(diǎn),虛線是過(guò)p、q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對(duì)該粒子的作用,那么關(guān)于該原子核的位置,下列說(shuō)法中正確的是()a.可能在區(qū)域 b.可能在區(qū)域c.可能在區(qū)域d.可能在區(qū)域【解析】選a。粒子帶正電,原子核也

3、帶正電,對(duì)靠近它的粒子產(chǎn)生斥力,故原子核不會(huì)在區(qū)域;如果原子核在、區(qū)域,粒子會(huì)向區(qū)域偏;如原子核在區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)如題圖所示的軌跡,故應(yīng)選a.本題是原子物理和靜電場(chǎng)的綜合題,它利用圖示的形式給出了信息,所以同學(xué)們?cè)谧鲱}時(shí),要從圖中找出隱含的信息,以便準(zhǔn)確解題。3.(多選)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置,下列說(shuō)法正確的是()a.全部設(shè)備都放在真空中b.熒光屏和顯微鏡能圍繞金箔在一個(gè)圓周上轉(zhuǎn)動(dòng)c.若將金箔改為銀箔,就不能發(fā)生散射現(xiàn)象d.金箔的厚度不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【解析】選a、b。實(shí)驗(yàn)必須在真空中進(jìn)行,故a正確;熒光屏和顯微鏡應(yīng)該能圍繞金箔在一個(gè)圓周上轉(zhuǎn)動(dòng),b正確;金箔改為銀箔能發(fā)生散射現(xiàn)象,但不明顯,c錯(cuò)

4、誤;粒子穿透能力弱,金箔要很薄,故d錯(cuò)誤。4.在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,并沒(méi)有考慮電子對(duì)粒子偏轉(zhuǎn)角度的影響,這是因?yàn)?)a.粒子不跟電子發(fā)生相互作用b.粒子跟電子相碰時(shí),損失的能量極少,可忽略c.電子的體積很小,粒子不會(huì)跟電子相碰d.由于電子是均勻分布的,粒子所受電子作用的合力為零【解析】選b。在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,電子和粒子之間存在著相互作用,故a錯(cuò)誤;由于電子的質(zhì)量只有粒子的,當(dāng)質(zhì)量大的粒子與電子碰撞后,電子對(duì)粒子的影響就像灰塵對(duì)槍彈的影響,完全可以忽略,故b正確;因?yàn)殡娮硬煌５卦诤送庑D(zhuǎn)而不是均勻分布,所以粒子仍會(huì)跟電子相碰,故c、d錯(cuò)誤。5.(多選)在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)粒子最接近金原子核時(shí),粒子符

5、合下列哪些情況()a.動(dòng)能最小b.勢(shì)能最小c.粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小d.所受原子核斥力最大【解析】選a、d。粒子接近金原子核時(shí),粒子與原子核之間產(chǎn)生的庫(kù)侖力做負(fù)功,動(dòng)能減小,勢(shì)能增大,總能量不變,故a、d正確,b、c錯(cuò)誤。6. (多選)根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)等勢(shì)面,實(shí)線表示一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。在粒子從a運(yùn)動(dòng)到b再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()a.電場(chǎng)力在ab過(guò)程中做負(fù)功,bc過(guò)程中做正功,但總功等于零b.加速度先變大,后變小c.a、c兩點(diǎn)的動(dòng)能不相等d.其動(dòng)能與電勢(shì)能的和不變【解析】選a、b、d。粒子與原子核的力為

6、庫(kù)侖斥力,從ab庫(kù)侖力做負(fù)功,動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加,從bc庫(kù)侖力做正功,動(dòng)能增加,且ab與bc庫(kù)侖力所做的總功為0,則a、c兩點(diǎn)動(dòng)能相等,因此a正確,c錯(cuò)誤.因?yàn)橹挥须妶?chǎng)力做功,故動(dòng)能與電勢(shì)能之和不變,故d正確.粒子與原子核相距越近,庫(kù)侖力越大,加速度越大,故從ac加速度先增大后減小,b也正確。7.盧瑟福對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋下列選項(xiàng)不正確的是()a.使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對(duì)粒子的作用力b.使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫(kù)侖力c.原子核很小,粒子接近它的機(jī)會(huì)很少,所以絕大多數(shù)的粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)d.能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過(guò)原子時(shí)離原子核近的粒子【解析】選a。使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是

7、原子核對(duì)粒子的庫(kù)侖斥力,a錯(cuò)誤,b正確。粒子穿過(guò)原子時(shí)離原子核越近,庫(kù)侖斥力越強(qiáng),偏轉(zhuǎn)的角度就越大,d正確。原子核很小,粒子接近它的機(jī)會(huì)很少,所以絕大多數(shù)的粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),c正確。二、非選擇題(本大題共2小題,共15分)8.(7分)速度為107m/s的粒子從很遠(yuǎn)的地方飛來(lái),與鋁原子核發(fā)生對(duì)心碰撞,若粒子質(zhì)量為4m0,鋁核質(zhì)量為27m0,它們距離最近時(shí),鋁核獲得的動(dòng)能是原粒子動(dòng)能的多少倍?【解析】在粒子和鋁原子核發(fā)生對(duì)心碰撞后,當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最近,在粒子靠近鋁原子核的過(guò)程中,由動(dòng)量守恒得mv0=(m+m鋁)v共所以v共=(倍)答案:倍9.(8分)如圖所示,m、n為原子核外的兩個(gè)等勢(shì)

8、面,已知umn=100v。一個(gè)粒子以2.5×105m/s的速度從等勢(shì)面m上的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),求:(1)粒子在b點(diǎn)時(shí)速度的大小。(2)粒子在與核相距最近處c點(diǎn)時(shí)與a點(diǎn)的電勢(shì)差?！窘忸}指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)m、n兩點(diǎn)電勢(shì)差和a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差相等。(2)粒子在c點(diǎn)時(shí)速度為零。(3)運(yùn)用動(dòng)能定理求解相關(guān)量?！窘馕觥?1)粒子在由a到b的過(guò)程中,滿足-2eunm=mv2-m由此得v=m/s=2.3×105m/s(2)粒子由a到c過(guò)程中,應(yīng)用動(dòng)能定理-2e·uac=0-muac=v=648.4v答案:(1)2.3×105m/s(2)648.4v【總結(jié)提升】以粒子散射實(shí)驗(yàn)為背景類題目的解題方法(1)由于粒子在變化的庫(kù)侖斥力作用下做變加速曲線運(yùn)動(dòng),計(jì)算時(shí)一般無(wú)法用牛頓第二定律去解決,解題時(shí)一般用功能關(guān)系或能量守恒規(guī)律解題.(2)在粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的功能關(guān)系為只有電場(chǎng)力做功,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加,電場(chǎng)力做多少功,動(dòng)能和電勢(shì)能就變化多少。(3)在粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量關(guān)系為只有電勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化,電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變。6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815f