新教材高中物理選擇性課時作業(yè)11原子的核式結(jié)構(gòu)模型

課時分層作業(yè)(十一)原子的核式結(jié)構(gòu)模型(建議用時：25分鐘)◎考點一α粒子散射實驗分析1．(多選)對α粒子散射實驗裝置的描述，你認(rèn)為正確的有()A．實驗器材有放射源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡B．金箔的厚度對實驗無影響C．如果不用金箔改用鋁箔，仍會發(fā)生散射現(xiàn)象D．實驗裝置放在空氣中和真空中都可以AC[若金箔的厚度過大，α粒子穿過金箔時必然受較大的阻礙而影響實驗效果，B錯．若改用鋁箔，鋁核的質(zhì)量仍遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量，散射現(xiàn)象仍能發(fā)生，C對．若放置在空氣中，空氣中的塵埃對α粒子的運動會產(chǎn)生影響，故D錯．]2．當(dāng)α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．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α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．α粒子一直受到庫侖斥力，速度一直減小B[α粒子與金原子核帶同種電荷，兩者相互排斥，故A、C錯誤，B正確；α粒子在靠近金原子核時斥力做負(fù)功，速度減小，遠(yuǎn)離時斥力做正功，速度增大，故D錯誤．]3．關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是()A．絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過金箔后，發(fā)生了角度很大的偏轉(zhuǎn)B．α粒子在接近原子核的過程中，動能減少C．α粒子離開原子核的過程中，電勢能增加D．對粒子散射實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以估算出α粒子的大小B[由于原子核占整個原子很小的一部分，十分接近核的α粒子很少，所以絕大多數(shù)α粒子幾乎不偏轉(zhuǎn)，A錯誤；由α粒子散射實驗數(shù)據(jù)，盧瑟福估算出了原子核的大小，但不能估算出α粒子的大小，D錯誤；α粒子接近原子核的過程中，克服庫侖力做功，所以動能減小，電勢能增大，遠(yuǎn)離原子核時，庫侖力做正功，動能增大，電勢能減小，B正確，C錯誤．]4．在盧瑟福的α粒子散射實驗中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時的軌跡如圖中實線所示．圖中P、Q為軌跡上的點，虛線是過P、Q兩點并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域．不考慮其他原子核對該α粒子的作用，那么關(guān)于該原子核的位置，下列說法正確的是()A．可能在①區(qū)域 B．可能在②區(qū)域C．可能在③區(qū)域 D．可能在④區(qū)域A[α粒子帶正電，原子核也帶正電，對靠近它的α粒子產(chǎn)生斥力，故原子核不會在④區(qū)域；如原子核在②、③區(qū)域，α粒子會向①區(qū)域偏；如原子核在①區(qū)域，可能會出現(xiàn)題圖所示的軌跡．]5．盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖如圖所示，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況．下列說法正確的是()A．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈C[在α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子有大角度散射，所以A處觀察到的粒子多，B處觀察到的粒子少，所以選項A、B錯誤；α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，所以選項D錯誤，C正確．]6．如圖是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動．圖中所標(biāo)出的α粒子在各點處的加速度方向正確的是()A．M點 B．N點C．P點 D．Q點C[α粒子與重金屬原子核帶同種電荷，由于庫侖力作用，α粒子在運動過程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律可知，α粒子的加速度方向為其所受庫侖力方向，指向軌跡彎曲方向的內(nèi)側(cè)，故題圖中P點所示加速度方向正確，即選項C正確．]◎考點二盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型7．(多選)關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的內(nèi)容，下列敘述正確的是()A．原子是一個質(zhì)量分布均勻的球體B．原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)C．原子的正電荷全部集中在一個很小的核內(nèi)D．原子核半徑的數(shù)量級是10－10mBC[根據(jù)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，可知選項B、C正確．]8．盧瑟福在解釋α粒子散射實驗的現(xiàn)象時，不考慮α粒子與電子的碰撞影響，這是因為()A．α粒子與電子之間有相互斥力，但斥力很小，可忽略B．α粒子雖受電子作用，但電子對α粒子的合力為零C．電子體積極小，α粒子不可能碰撞到電子D．電子質(zhì)量極小，α粒子與電子碰撞時能量損失可忽略D[α粒子與電子間有庫侖引力，電子的質(zhì)量很小，α粒子與電子相碰，運動方向不會發(fā)生明顯的改變，所以α粒子和電子的碰撞可以忽略．A、B、C錯，D正確．]9．(多選)關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是()A．在實驗中，觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍沿原來的方向前進(jìn)，極少數(shù)發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來自帶正電的核和核外電子，當(dāng)α粒子接近核時，是核的斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)；當(dāng)α粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．實驗表明：原子中心有一個極小的核，它占有原子體積的極小部分D．實驗表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和全部原子的質(zhì)量AC[在α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動，說明α粒子未受到原子核明顯的力的作用，也說明原子核相對原子來講很小，原子內(nèi)大部分空間是空曠的，故A、C正確；極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明受到金原子核明顯作用的空間在原子內(nèi)很小，α粒子偏轉(zhuǎn)，而金原子核未動，說明金原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子，α粒子打在電子上，α粒子不會有明顯偏轉(zhuǎn)，故B錯誤，D錯誤．](建議用時：15分鐘)10．(多選)α粒子散射實驗中，當(dāng)α粒子最接近原子核時，α粒子符合下列哪種情況()A．動能最小B．電勢能最小C．α粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量最小D．所受原子核的斥力最大AD[α粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖力做功，動能減少，電勢能增加．兩者相距最近時，動能最小，電勢能最大，總能量守恒．根據(jù)庫侖定律，距離最近時，斥力最大．故A、D均正確．]11．(多選)關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是()A．α粒子穿過原子時，由于α粒子的質(zhì)量比電子大得多，電子不可能使α粒子的運動方向發(fā)生明顯的改變B．由于絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍按原來方向前進(jìn)，所以使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是在原子中極小的區(qū)域內(nèi)集中著對α粒子產(chǎn)生庫侖力的正電荷C．α粒子穿過原子時，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的機(jī)會很少D．使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是α粒子穿過原子時，原子內(nèi)部兩側(cè)的正電荷對α粒子的斥力不相等ABC[電子的質(zhì)量很小，當(dāng)和α粒子作用時，對α粒子運動的影響極其微小，A正確；α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在一個很小的區(qū)域內(nèi)，B、C正確，D錯誤．]12．如圖所示，根據(jù)α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一個α粒子的運動軌跡．在α粒子從a運動到b，再運動到c的過程中，下列說法中正確的是()A．動能先增大，后減小B．電勢能先減小，后增大C．電場力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零D．加速度先變小，后變大C[根據(jù)盧瑟福提出的核式結(jié)構(gòu)模型，原子核集中了原子的全部正電荷，即原子核外的電場分布與正點電荷電場類似．α粒子從a運動到b，電場力做負(fù)功，動能減小，電勢能增大；從b運動到c，電場力做正功，動能增大，電勢能減??；a、c在同一條等勢線上，則電場力做的總功等于零，C正確，A、B錯誤；a、b、c三點的場強(qiáng)大小關(guān)系Ea＝Ec＜Eb，故α粒子的加速度先變大，后變小，D錯誤．]13．假設(shè)α粒子以速率v0與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰，電子質(zhì)量me＝eq\f(1,7300)mα，金原子核質(zhì)量mAu＝49mα．求：(1)α粒子與電子碰撞后的速度變化；(2)α粒子與金原子核碰撞后的速度變化．[解析]α粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，系統(tǒng)動量和能量均守恒，由動量守恒定律mαv0＝mαv1′＋mv2′，由能量守恒定律eq\f(1,2)mαveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mαv1′2＋eq\f(1,