教科版高中物理選修3-5課時提升作業(yè)五2.2原子的核式結(jié)構(gòu)模型

課時提升作業(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α粒子散射實驗的下列說法中正確的是()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,仍沿原來方向前進,少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°,有的甚至被彈回接近180°B.使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來自帶正電的核及核外電子,當α粒子接近核時,是核的排斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),當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及全部質(zhì)量【解析】選A、C。A是對α粒子散射實驗的正確描述,正確;使α粒子偏轉(zhuǎn)的力是原子核對它的庫侖斥力,電子對α粒子的影響就像灰塵對槍彈的影響,完全可以忽略,故B錯誤;極少數(shù)α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錯誤。2.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,下列說法中正確的是()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【解析】選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;如果原子核在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)如題圖所示的軌跡,故應選A.本題是原子物理和靜電場的綜合題,它利用圖示的形式給出了信息,所以同學們在做題時,要從圖中找出隱含的信息,以便準確解題。3.(多選)關(guān)于α粒子散射實驗的裝置,下列說法正確的是()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圓周上轉(zhuǎn)動C.若將金箔改為銀箔,就不能發(fā)生散射現(xiàn)象D.金箔的厚度不會影響實驗結(jié)果【解析】選A、B。實驗必須在真空中進行,故A正確;熒光屏和顯微鏡應該能圍繞金箔在一個圓周上轉(zhuǎn)動,B正確;金箔改為銀箔能發(fā)生散射現(xiàn)象,但不明顯,C錯誤;α粒子穿透能力弱,金箔要很薄,故D錯誤。4.在α粒子散射實驗中,并沒有考慮電子對粒子偏轉(zhuǎn)角度的影響,這是因為()A.α粒子不跟電子發(fā)生相互作用B.α粒子跟電子相碰時,損失的能量極少,可忽略C.電子的體積很小,α粒子不會跟電子相碰D.由于電子是均勻分布的,α粒子所受電子作用的合力為零【解析】選B。在α粒子散射實驗中,電子和α粒子之間存在著相互作用,故A錯誤;由于電子的質(zhì)量只有α粒子的17300,當質(zhì)量大的α粒子與電子碰撞后,電子對α粒子的影響就像灰塵對槍彈的影響,完全可以忽略,故B正確;因為電子不停地在核外旋轉(zhuǎn)而不是均勻分布,所以α5.(多選)在α粒子散射實驗中,當α粒子最接近金原子核時,α粒子符合下列哪些情況()A.動能最小B.勢能最小C.α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。α粒子接近金原子核時,α粒子與原子核之間產(chǎn)生的庫侖力做負功,動能減小,勢能增大,總能量不變,故A、D正確,B、C錯誤。6.(多選)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。如圖中虛線表示原子核所形成的電場等勢面,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.電場力在a→b過程中做負功,b→c過程中做正功,但總功等于零B.加速度先變大,后變小C.a、c兩點的動能不相等D.其動能與電勢能的和不變【解析】選A、B、D。α粒子與原子核的力為庫侖斥力,從a→b庫侖力做負功,動能減少,電勢能增加,從b→c庫侖力做正功,動能增加,且a→b與b→c庫侖力所做的總功為0,則a、c兩點動能相等,因此A正確,C錯誤.因為只有電場力做功,故動能與電勢能之和不變,故D正確.α粒子與原子核相距越近,庫侖力越大,加速度越大,故從a→c加速度先增大后減小,B也正確。7.盧瑟福對α粒子散射實驗的解釋下列選項不正確的是()A.使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對α粒子的作用力B.使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力C.原子核很小,α粒子接近它的機會很少,所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進D.能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時離原子核近的α粒子【解析】選A。使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子核對α粒子的庫侖斥力,A錯誤,B正確。α粒子穿過原子時離原子核越近,庫侖斥力越強,偏轉(zhuǎn)的角度就越大,D正確。原子核很小,α粒子接近它的機會很少,所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進,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α粒子從很遠的地方飛來,與鋁原子核發(fā)生對心碰撞,若α粒子質(zhì)量為4m0,鋁核質(zhì)量為27m0,它們距離最近時,鋁核獲得的動能是原【解析】在α粒子和鋁原子核發(fā)生對心碰撞后,當二者速度相同時相距最近,在α粒子靠近鋁原子核的過程中,由動量守恒得mαv0=(mα+m鋁)v共所以v共=mEk鋁Ekα=m鋁mα(m答案:1089619.(8分)如圖所示,M、N為原子核外的兩個等勢面,已知UMN=100V。一個α粒子以2.5×105m(1)α粒子在B點時速度的大小。(2)α粒子在與核相距最近處C點時與A點的電勢差?！窘忸}指南】解答本題應把握以下三點:(1)M、N兩點電勢差和A、B兩點電勢差相等。(2)α粒子在C點時速度為零。(3)運用動能定理求解相關(guān)量?！窘馕觥?1)α粒子在由A到B的過程中,滿足2eUNM=12mαv212m由此得v=v=(2.5×1=2.3×105(2)α粒子由A到C過程中,應用動能定理2e·UAC=012mαUAC=m=6.64×1答案:(1)2.3×105【總結(jié)提升】以α粒子散射實驗為背景類題目的解題方法(1)由于α粒子在變化的庫侖斥力作用下做變加速曲線運動,計算時一般無法用牛頓第二定律去解決,解題時一般用功能關(guān)系或能