高中物理選修3-5人教版課時素養(yǎng)提升18-2原子的核式結構模型

課時素養(yǎng)提升十原子的核式結構模型(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20分)1.在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是()【解析】選C。α粒子與原子核相互排斥，A、D錯；粒子的軌跡夾在力與速度之間，并向力的方向發(fā)生彎曲，B錯，C對。2.如圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產生閃爍的光點。下列說法正確的是 ()A.該實驗證實了原子的棗糕模型的正確性B.只有極少數的α粒子發(fā)生大角度偏轉C.根據該實驗估算出原子核的直徑約為10-10D.α粒子與金原子中的電子碰撞可能會發(fā)生大角度偏轉【解析】選B。α粒子散射實驗的內容是：絕大多數α粒子幾乎不發(fā)生偏轉；少數α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉；極少數α粒子發(fā)生了大角度偏轉(偏轉角度超過90°，有的甚至幾乎達到180°，被反彈回來)，通過α粒子散射實驗現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結構模型的假設，從而否定了湯姆孫原子模型，故A錯誤，B正確；本實驗估算出原子核的直徑數量級為10-15m，故C錯誤；發(fā)生α粒子偏轉現(xiàn)象，主要是由于α粒子和金原子的原子核發(fā)生碰撞的結果，與電子碰撞時不會發(fā)生大角度的偏轉，故3.關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是 ()A.該實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據B.該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C.α粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉D.絕大多數的α粒子發(fā)生大角度偏轉【解析】選A。盧瑟福根據α粒子散射實驗，提出了原子核式結構模型，A項正確，B項錯誤；電子質量太小，對α粒子的影響不大，C項錯誤；絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進，D項錯誤。4.根據α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型。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，下列說法中錯誤的是 ()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【解題指南】解答本題應把握以下三點：(1)庫侖力與點電荷之間的距離的平方成反比。(2)α粒子和原子核間電場力的方向。(3)在α粒子的整個運動過程中只有電場力做功，所以只有動能和電勢能間的轉化?！窘馕觥窟xC。α粒子與原子核之間的力為庫侖斥力，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兩點的動能相等，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正確。二、計算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)5.在α粒子散射實驗中，根據α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)有一個α粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔。若金原子的核電荷數為79，求該α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=kQUOTE，α粒子質量為6.64×10-27kg)【解析】當α粒子靠近原子核運動時，α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，設α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，則有：QUOTEmv2=kQUOTE所以d=QUOTE=QUOTEm=2.7×10-14m所以α粒子與金原子核間的最近距離為2.7×10-14m答案：2.7×10-14【能力挑戰(zhàn)區(qū)】6.(6分)(多選)如圖所示為α粒子散射實驗中α粒子穿過某一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，則以下說法中正確的是()A.α粒子在A處的速度比在B處的速度小B.α粒子在B處的速度最大C.α粒子在A、C處的速度的大小相同D.α粒子在B處的速度比在C處的速度小【解析】選C、D。根據α粒子的運動軌跡曲線，可判定α粒子受到的是斥力，由A到B庫侖力做負功，速度減小，故選項A、B錯誤。由于A、C兩點位于同一等勢面上，由能量守恒定律可得α粒子在A、C處的速度大小相同，C、D正確。7.(12分)已知金的原子序數為79，α粒子離金原子核的最近距離設為10-13m。則α粒子離金核最近時受到的庫侖斥力是多大？對α粒子產生的加速度是多大？(已知α粒子的電荷量qα=2e，質量mα=6.64×10【解析】α粒子離核最近時受到的庫侖斥力為F=kQUOTE=kQUOTE