高中物理 2.2 原子的核式结构模型规范训练 教科版选修3-5

2原子的核式结构模型(时间：60分钟)知识点基础中档稍难α粒子散射实验1、2、43、5卢瑟福的核式结构6、7α粒子散射实验中的能量问题8、109综合提升1112知识点一α粒子散射实验1．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为()．A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子解析α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α粒子质量的七千分之一，碰撞时对α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颗尘埃一样，故正确选项是C.答案C2．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的()．A．万有引力 B．库仑力C．磁场力 D．核力解析由于α粒子与原子核间万有引力非常小，不可能使其发生大角度散射，而原子核可认为不动，不会产生磁场，而核力只发生在原子核内相邻的质子、中子之间，不可能对α粒子产生作用，而α粒子与原子核间的库仑力很强，它是产生大角度偏转的原因．故B正确，A、C、D错误．答案B3．当α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．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α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．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小解析α粒子被金原子核散射的过程一直受到原子核对α粒子的库仑斥力作用，靠近过程库仑斥力做负功，电子动能减小，电势能增大；远离过程库仑斥力做正功，电子动能增大，电势能减小．所以散射过程中α粒子一直受到库仑斥力作用，α粒子的速度先减小后增大，即正确选项为B.答案B4．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是()．A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内解析原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，才使在α粒子散射实验中，只有少数的α粒子离核很近，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，所以选项A正确．答案A5．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是()．A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析A项是对该实验现象的正确描述，故A对；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的库仑斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错误；C项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D错误．答案AC知识点二卢瑟福的核式结构6．α粒子的散射实验证明了()．A．原子有一个很小的核B．原子核集中了原子的全部正电荷C．原子核集中了原子的全部质量D．原子核是由质子和中子组成解析卢瑟福的原子核式结构学说是在原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转．A、B正确．由于电子也有质量，所以C错误．氢原子核只有质子，D错误．答案AB7．关于原子的核式结构学说，下列说法正确的是()．A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小B．电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C．原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里D．原子核的直径约是10－10解析由于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，所以选项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力提供向心力，所以选项B正确．原子核的直径约是10－15m，原子的直径约是10－10答案AB知识点三α粒子散射实验中的能量问题8．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()．A．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能增加B．α粒子在远离原子核的过程中，动能增加，电势能减少C．α粒子在远离原子核的过程中，斥力减少，加速度减少D．当α粒子与原子核距离最近时，α粒子与原子核组成的系统能量最小解析在α粒子和金原子核靠近的过程中，由于要克服库仑力做功，α粒子的动能要减少，系统的电势能要增加；在α粒子远离原子核的过程中，由于库仑力做正功，所以α粒子的动能增加，电势能减少；在远离和靠近的过程中，系统的能量守恒．故正确答案为A、B、C.答案ABC9．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图2-2-8中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α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()．图2-2-8A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大解析α粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负功，动能减少，电势能增大；α粒子从b再运动到c，电场力做正功，动能增加，电势能减少；到达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，总功为零，故A、B错，C对．α粒子从a到b，场强增大，加速度增大；从b到c，场强减小，加速度减小，故D错．答案C10．如图2-2-9所示，一个α粒子穿过金箔过程中，经过两个等势面，其中A、C在同一等势面上，下列说法正确的是()．图2-2-9A．α粒子在A处的速率比在B处的速率小B．α粒子在B处的速率最大C．α粒子在A、C两处的速率大小相等D．以上说法都不正确解析由于A、C在同一等势面上，α粒子在从A到C的过程中库仑斥力不做功．根据动能定理W合＝ΔEk＝0知，A、C两点的速度大小应相等．答案C11．在氢原子中，如果电子从r1＝0.53×10－10m的轨道上，由于获得能量而进入r2＝2.12×10－10m的轨道上做匀速圆周运动，求在该轨道上电子的动能是多少？(k＝9.0×109N·m2/C解析由于电子与原子核间的库仑力充当向心力，则keq\f(q\o\al(2,e),r\o\al(2,2))＝eq\f(mv2,r2)，所以Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(kq\o\al(2,e),2r2)＝eq\f(9.0×109×1.6×10－192,2×2.12×10－10)J≈5.4×10－19J.答案5.4×10－19J12．若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度ω是多少？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I是多少？(已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量用k表示)解析电子绕核运动的向心力是库仑力，因为eq\f(ke2,r2)＝mω2r，所以ω＝eq\f(e,r)·eq\r(\f(k,mr))；其