2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构新人教版选修3-5_2

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 原子结构 第十八章 第二节 原子的核式结构模型 第十八章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 掌握 粒子的散射实验及其实验结果 了解原子的核式结构模型及原子核的电荷与尺度 理解原子核式结构提出的主要思想 课堂情景切入 原子很小，无法直接观察。英国科学家卢瑟福首次用 粒子轰开了原子的大门，揭开了人们对原子结构研究的序幕 。 知识自主梳理 汤姆孙在发现电子后，便投入了对原子内部结构的探索，他运用丰富的想象，提出了原子 _模型 (如 图所示 )。在这个模型里，汤姆孙把原子看作一个球体，正电荷 _地分布在整个球内，电子象枣糕上的枣子一样 嵌在球中，被 _吸引着。原子内正、负电荷 _，因此原子的整体呈 _性。 汤 姆 孙 的 枣 糕式模型 枣糕 均匀 正电荷 相等 中 1909 1911年卢瑟福和他的助手做了用 粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现。 1 实验 装置 (如图所示 ) 说明： (1)整个实验过程在真空中进行。 (2)金箔很薄， 粒子 (He核 )很容易穿过。 粒子散射 实验 2 实验结 果 绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿 _，但是有少数 粒子发生了 _的偏转，极少数粒子被 _。 3 实验 意 义 卢瑟福通过 粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了 _模型。 原来的方向前进 较大 反向弹回 核式结构 卢瑟福依据 粒子散射实验的结果，提出了原子核的核式结构： 原子中心有一个很小的核，叫 _，原子的全部 _电荷和几乎全部 _都集中在核里，带负电的 _在核外 空间绕核旋转。 (如图所示 ) 卢 瑟福的核式 结 构模型 原子核 正 质量 电子 原子核的电荷数等于核外 _数，接近于原子序数，原子核大小的数量级为 _m，原子大 小数量级为 _m，两者相差十万倍之多，可见原子内部十分 “空旷 ”。若原子相当于一个立体的足球场的话， 则原子核就象足球场中的一粒米。 原子核的 电 荷与尺度 电子 10 15 10 10 重点难点突破 一、 粒子的散射 实验 否定了 汤 姆 孙 的原子模型 1 粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的， 粒子不会发生偏转。 2 粒子正对着电子射来，质量远小于 粒子的电子不可能使 粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹。 二、原子的核式 结 构模型 对 粒子散射 实验结 果的解 释 1当 粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小， 粒子就象穿过 “一片空地 ”一样，无遮无 挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数 粒子不发生偏转。 2只有当 粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少。 3如果 粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到 180，这种机会极少，如图所示。 特 别 提醒： (1)粒子与原子核之间的万有引力远小于两者之间的库仑斥力，因而可以忽略不计。 (2)粒子并没有与金原子核直接发生碰撞，偏转的原因是库仑斥力影响的结果。 答案： BCD 解析： 原子核 带 正 电 与 粒子 间 存在 库仑 力，当 粒子靠 近原子核 时 受 库仑 力而偏 转 ，故 B对 ， A错 ；由于原子核非常 小， 绝 大多数粒子 经过时 离核 较远 因而运 动 方向几乎不 变 ， 只有离核很近的 粒子受到的 库仑 力 较 大，方向改 变较 多，故 C、 D对 。 2 库仑 力 对 粒子的做功情况 (1)当 粒子靠近原子核时，库仑力做负功，电势能增加。 (2)当 粒子远离原子核时，库仑力做正功，电势能减小。 3 粒子的能量 转 化情况 仅有库仑力做功，能量只在电势能和动能之间相互转化，而总能量保持不变。 答案： A 解析： 在 粒子穿 过 金箔的 过 程中，一直受到金原子核的 库仑 斥力作用， 粒子的 动 能先减小后增大， 电势 能先增大后 减小。 综 上所述本 题选 A。 三、原子的核式 结 构模型与原子核的 组 成 1 原子的核式 结 构与原子的 枣 糕模型的 对 比核式结构 枣糕模型 原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内 2.原子内的 电 荷关系 原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子序数。 3 原子核的 组 成 原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数。 4 原子核的大小 原子的半径数量级为 10 10m，原子核半径的数量级为 10 15m，原子核的半径只相当于原子半径的十万 分之一，体积只相当于原子体积的 10 15。 答案： BCAD 解析： 人 们对 原子 结 构的 认识 先后 经历 了 汤 姆 孙 模型、 卢 瑟福模型、玻 尔 模型、 电 子云模型。 考点题型设计 粒子散射 实验 A相同时间内放在 A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B相同时间内放在 B位置时观察到屏上的闪光次数比放在 A位置时少得多 C放在 C、 D位置时屏上观察不到闪光 D放在 D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 解析： 根据 粒子散射 实验 的 现 象， 绝 大多数 粒子穿 过 金箔后，基本上沿原方向前 进 ，因此在 A位置 观 察到 闪 光次数 最多，故 A正确，少数 粒子 发 生大角度偏 转 ，因此从 A到 D观 察到的 闪 光会逐 渐 减少，因此 B、 D正确， C错 。 答案： C 点 评 ： (1)明确 实验 装置中各部分的 组 成及作用。 (2)弄清 实验现 象，知道 “绝 大多数 ”、 “少数 ”和 “极少数 ” 粒子的运 动 情况。 答案： AC 解析： 粒子散射的原因是原子核 对 其有 库仑 斥力的作用 ，离核越近，斥力越大，偏 转 越明 显 ，当正好 击 中原子核 时 ，由于 粒子 质 量 较 小而反 弹 。 原子的核式 结 构模型 解析： 因 为 原子的全部正 电 荷和几乎全部 质 量都集中在 原子核内，而原子核又很小，所以原子内 绝 大部分区域是 “空 ” 的， A正确， C错误 ； 电 子 绕 原子核的 圆 周运 动 是原子核与 电 子 间 的 库仑 引力提供向心力， B正确；原子核直径的数量 级 是 10 15m，原子直径的数量 级 是 10 10m， D错误 。 答案： AB 答案： BD 解析： 原子的核式 结 构模型是在 粒子的散射 实验结 果的 基 础 上提出的， A错误 。原子中 绝 大部分是空的， 带 正 电 的 部分集中在原子中心一个很小的范 围 ，称 为 原子核， B正确， C错误 。原子核集中了原子全部正 电 荷和几乎全部 质 量， 带 负电 的 电 子在核外旋 转 ， D正确。 粒子散射 过 程中的能量 转 化 解析： 该题 考 查 了原子的核式 结 构、 动 能、 电势 能、 库 仑 定律及能量守恒等知 识 点。 粒子在接近金原子核的 过 程中 ，要克服 库仑 力做功， 动 能减少， 电势 能增加，两者相距最 近 时 ， 动