2024-2025學(xué)年高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)2原子的核式結(jié)構(gòu)模型課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE4-原子的核式結(jié)構(gòu)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粒子散射試驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)α粒子經(jīng)驗(yàn)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(cuò)；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(cuò)，C對。2.如圖是盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)裝置，在一個(gè)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(xì)的一束射線，射到金箔上，最終打在熒光屏上產(chǎn)生閃耀的光點(diǎn)。下列說法正確的是 ()A.該試驗(yàn)證明了原子的棗糕模型的正確性B.只有極少數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C.依據(jù)該試驗(yàn)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(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)【解析】選B。α粒子散射試驗(yàn)的內(nèi)容是：絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°，被反彈回來)，通過α粒子散射試驗(yàn)現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型，故A錯(cuò)誤，B正確；本試驗(yàn)估算出原子核的直徑數(shù)量級(jí)為10-15m，故C錯(cuò)誤；發(fā)生α粒子偏轉(zhuǎn)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(jié)果，與電子碰撞時(shí)不會(huì)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，故3.關(guān)于α粒子散射試驗(yàn)，下列說法正確的是 ()A.該試驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B.該試驗(yàn)證明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(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D.絕大多數(shù)的α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)【解析】選A。盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電子質(zhì)量太小，對α粒子的影響不大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原方向前進(jìn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)，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等勢面，實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中，下列說法中錯(cuò)誤的是 ()A.電場力在a→b過程中做負(fù)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(diǎn)的動(dòng)能不相等D.其動(dòng)能與電勢能的和不變【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)庫侖力與點(diǎn)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(gè)運(yùn)動(dòng)過程中只有電場力做功，所以只有動(dòng)能和電勢能間的轉(zhuǎn)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(fù)功，動(dòng)能削減，電勢能增加，從b→c庫侖力做正功，動(dòng)能增加，且a→b與b→c庫侖力所做的總功為0，則a、c兩點(diǎn)的動(dòng)能相等，因此A正確，C錯(cuò)誤。因?yàn)橹挥须妶隽ψ龉Γ蕜?dòng)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(jì)算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.在α粒子散射試驗(yàn)中，依據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大小?，F(xiàn)有一個(gè)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(shù)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(diǎn)電荷電場中的電勢能表達(dá)式為Ep=k，α粒子質(zhì)量為6.64×10【解析】當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢能，設(shè)α粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d，則有：mv2=k所以d==m=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【實(shí)力挑戰(zhàn)區(qū)】6.(6分)(多選)如圖所示為α粒子散射試驗(yàn)中α粒子穿過某一原子核旁邊時(shí)的示意圖，A、B、C三點(diǎn)分別位于兩個(gè)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。依據(jù)α粒子的運(yùn)動(dòng)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(fù)功，速度減小，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。由于A、C兩點(diǎn)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(shù)為79，α粒子離金原子核的最近距離設(shè)為10-13m。則α粒子離金核最近時(shí)受到的庫侖斥力是多大？對α粒子產(chǎn)生的加速度是多大？(已知α粒子的電荷量qα=2e，質(zhì)量mα=6.64×10【解析】α粒