2015_2016学年高中物理18.2原子的核式结构模型课时提升训练含解析新人教版选修3_5

1、18.2原子的核式结构模型1.下列关于卢瑟福粒子散射实验结果的叙述正确的是()a.全部粒子都穿过金箔未发生偏转b.绝大多数粒子穿过金箔未发生偏转,少数发生较大偏转,极少数被弹回c.绝大多数粒子发生很大偏转,只有少数穿过金箔d.所有粒子都发生较大偏转【解析】选b。粒子散射实验结果:绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数粒子发生了大角度的偏转,偏转角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞了回来”,故只有b说法是与实验现象相吻合的。2.(2014·莱芜高二检测)粒子散射实验中,不考虑电子和粒子的碰撞影响,是因为()a.粒子与电子根本无相互作用b.粒子受电子

2、作用的合力为零,是因为电子是均匀分布的c.粒子和电子碰撞损失能量极少,可忽略不计d.电子很小,粒子碰撞不到电子【解析】选c。粒子与电子之间存在着相互作用力,这个作用力是库仑引力,但由于电子质量很小,只有粒子质量的17 300,碰撞时对粒子的运动影响极小,几乎不改变运动方向,就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样,故正确答案为c。3.(2013·潍坊高二检测)下列能揭示原子具有核式结构的实验是()a.光电效应实验b.伦琴射线的发现c.粒子散射实验d.电子的发现【解析】选c。光电效应现象证明了光的粒子性本质,与原子结构无关,选项a错误;伦琴射线的发现开拓了新的物理学研究领域,与原子结构无关,选项b

3、错误;电子的发现证实了原子是可以分割的,选项d错误;卢瑟福的粒子散射实验证实了原子的核式结构模型,选项c正确。4.(多选)(2013·连云港高二检测)关于粒子散射实验的装置,下列说法正确的是()a.全部设备都放在真空中b.荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个圆周上转动c.若将金箔改为银箔,就不能发生散射现象d.金箔的厚度不会影响实验结果【解析】选a、b。实验必须在真空中进行,故a对;荧光屏和显微镜应该能围绕金箔在一个圆周上转动,b正确;金箔改为银箔能发生散射现象,但不明显,c错误;粒子穿透能力弱,金箔必须很薄,故d错。5.(多选)卢瑟福对粒子散射实验的解释是()a.使粒子产生偏转的力主要是

4、原子中电子对粒子的作用力b.使粒子产生偏转的力是库仑力c.原子核很小,粒子接近它的机会很小,所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进d.能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子【解析】选b、c、d。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。6.(多选)在粒子散射实验中,当在粒子最接近原子核时,描述粒子的有关物理量符合下列哪种情况()a.动能最小b.势能最小c.粒子与金原子核组成的系统能量最小d.粒子所受金原子核的斥力最大【解

5、析】选a、d。粒子和金原子核都带正电,库仑力表现为斥力,两者距离减小时,库仑力做负功,故粒子动能减小,电势能增加;系统的能量守恒,由库仑定律可知,随着距离的减小,库仑斥力逐渐增大。7.(2013·扬州高二检测)当粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中,下列说法正确的是()a.粒子先受到原子核的斥力作用,后受到原子核的引力作用b.粒子一直受到原子核的斥力作用c.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.粒子一直受到库仑斥力,速度一直减小【解析】选b。粒子与金原子核带同种电荷,两者相互排斥,故a、c错误,b正确;粒子在靠近金原子核时斥力做负功,速度减小,远离时斥力做正功,速度增大

6、,故d错误。8.速度为107m/s的粒子从很远的地方飞来,与铝原子核发生对心碰撞,若粒子的质量为4m0,铝核的质量为27m0,它们相距最近时,铝核获得的动能是原粒子动能的多少?【解析】在粒子和铝原子核发生对心碰撞后,当二者速度相同时相距最近,在粒子靠近过程中,由动量守恒得mv0=(m+m铝)v共,所以v共=mv0m+m铝ek铝ek=12m铝v共212mv02=m铝·(mv0m+m铝)2mv02=m铝m(m+m铝)2=27m0·4m0(4m0+27m0)2=108961答案:1089611.(2013·汕头高二检测)如图所示,x表示金原子核,粒子射向金原子核时被散射

7、,若入射时的动能相同,其偏转轨道可能是图中的()【解析】选d。粒子离金原子核越远,其所受斥力越小,轨道弯曲越不明显,故选项d正确。2.下列叙述不属于卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有()a.原子的中心有个核,叫原子核b.原子的正电荷均匀分布在整个原子中c.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里d.带负电的电子在核外绕着核旋转【解析】选b。卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是:在原子的中心有一个很小的核,叫作原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕着核旋转,由此可见b选项错。3.(多选)根据粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示

8、原子核所形成的电场等势面,实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中,下列说法中正确的是()a.电场力在ab过程中做负功,bc过程中做正功,但总功等于零b.加速度先变大,后变小c.a、c两点的动能不相等d.其动能与电势能的和不变【解题指南】解答本题应把握以下三点:(1)库仑力与点电荷之间的距离的平方成反比。(2)粒子和原子核间电场力的方向。(3)在粒子的整个运动过程中只有电场力做功,所以只有动能和电势能间的转化。【解析】选a、b、d。粒子与原子核之间的力为库仑斥力,从ab库仑力做负功,动能减少,电势能增加,从bc库仑力做正功,动能增加,且ab与bc库仑力所做的总功为0,

9、则a、c两点的动能相等,因此a正确,c错。因为只有电场力做功,故动能与电势能之和不变,故d正确。粒子与原子核相距越近,库仑力越大,加速度越大,故从ac加速度先增大后减小,b正确。4.在粒子散射实验中,根据粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小。现有一个粒子以2.0×107m/s的速度去轰击金箔,若金原子的核电荷数为79。求该粒子与金原子核间的最近距离。(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为e=kq1q2r,粒子质量为6.64×10-27kg)【解析】当粒子靠近原子核运动时,粒子的动能转化为电势能,达到最近距离时,动能全部转化为电势能,设粒子与

10、原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d,则12mv2=kq1q2d。d=2kq1q2mv2=2×9.0×109×2×79×(1.6×10-19)26.64×10-27×(2.0×107)2m=2.7×10-14m。答案:2.7×10-14m【总结提升】物理估算题的求解方法物理估算题,对学生的思维能力、计算能力有较高的要求,不仅是直觉思维能力的集中表现,而且对培养学生综合分析能力和灵活运用物理知识解决实际问题的能力,也具有不可低估的作用。做好估算题,要注意以下几点:(1)根据物理规律,建立合理