2017-2018学年高二物理下学期课时同步测试20.doc

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第十八章 原子结构
18.2原子的核式结构模型
【教学目标】
1．知道α粒子散射实验。
2．知道原子的核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想。
3．知道原子的组成，了解原子核和原子大小的数量级。
重点： α粒子散射实验
难点： α粒子散射实验
【自主预习】
1.汤姆孙原子模型：原子是一个球体，正电荷弥漫性地________分布在整个球体内，电子________其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“________模型”。
说明：汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快被新的实验事实——α粒子散射实验所否定。
2．α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上________方向前进，但有少数α粒子(约占八千分之一)发生了________偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”
3．卢瑟福原子结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有________质量，电子在正电体的________运动。正电体的尺度是很小的，被称为________。所以卢瑟福的电子结构模型因而被称为________结构模型。
4．原子由带电荷________的核与核外Z个电子组成。原子序数Z等于________与电子电荷大小的比值。原子核由________和________组成的，原子核的电荷数就是核中的________数。
5．α粒子散射实验
1909～1911年卢瑟福和他的助手做了用α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现。
(1)实验装置(如图18－2－1所示)
说明：①整个实验过程在真空中进行。
②金箔很薄，α粒子( 42He核)很容易穿过。
(2)实验结果：
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α 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”。
(3)实验分析
按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当于一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹。所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型。
(4)原子的核式结构模型： （见上面3）

【典型例题】
一、α粒子散射实验
【例1】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．原子的全部正电荷与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

【例2】．下列关于卢瑟福α粒子散射实验结果的叙述正确的是(　　)
A．全部α粒子都穿过金箔未发生偏转
B．绝大多数α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α粒子发生很大偏转，只有少数穿过金箔
D．所有α粒子都发生较大偏转

二、 原子核的电荷与尺度
【例3】下列对原子结构的认识，错误的是(　　)
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，向心力为库仑力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里
D．原子核的直径大约为10－10 m

【例4】．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

三、卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析
【例5】卢瑟福对α粒子散射实验的解释是(　　)
A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力
B．使α粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进
D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子
【课后练习】
1．如图11－1为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是(　　)
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

2．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(　　)
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光

3．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况(　　)
A．原子内存在电子
B．原子的大小为10－10 m
C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上
D．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

4．在α粒子的散射实验中，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

5．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为(　　)
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

6．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是(　　)
A．动能最小
B．势能最小
C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小
D．α粒子所受金原子核的斥力最大

7．在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，后受到原子核的引力作用
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

8．关于原子的核式结构模型，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．原子的全部电荷和质量都集中在原子核里
D．原子核的直径的数量级是10－10 m

9.用α粒子撞击金原子核发生散射，图11－2中关于α粒子的运动轨迹正确的是(　　)
A．a
B．b
C．c
D．d

10．如图11－3所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金属原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是(　　)
A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小
B．α粒子在B处的速度最大
C．α粒子在A、C处的速度大小相等
D．α粒子在B处速度比在C处速度小

例题答案：
1. 【答案】A、C、D
【解析】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，叫做原子核，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，A、C、D选项正确。
2. 解析：对实验结果来看，只有B说法是与实验现象相吻合的。
答案：B
3. 【答案】D
【解析】卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核直径的数量级为10－15 m，而原子直径的数量级为10－10 m，是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转。所以本题应选D。
4. 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1/7 300，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粒尘埃一样，故正确答案为C。
答案：C
5. 【答案】B、C、D
【解析】原子核带正电与α粒子间存在库仑力，当α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α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对。

课后练习答案：
1. 解析：根据α粒子散射实验的现象，绝大多数α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α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小，因此B、D正确，C错。
答案：C
2. 解析：由α粒子散射实验装置及其作用，可选A、B、C；对于C项，考虑到有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D错。
答案：A、B、C
3. 解析：根据α粒子散射实验现象，绝大多数α粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角几乎到180°，可知A、C不正确，而实验结果不能判定原子的大小为10－10 m，只有D项才是上述实验结果，故答案选D。
答案：D
4. 解析：在α 粒子散射实验中，粒子间的主要作用力是库仑力。
答案：B
5. 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，碰撞时电子对α粒子的运动影响极小，几乎不改变其运动方向，故C正确。
答案：C
6. 解析：α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α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。
答案：A、D
7. 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，α粒子动能减小，电势能增大；远离过程库仑斥力做正功，α粒子动能增大，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：B
8. 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10－15 m，原子直径的数量级是10－10 m，D错误。
答案：A、B
9. 解析：α粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A、B均错误；离原子核越近，α粒子受到的斥力越大，偏转越大，C、D正确。
答案：C、D
10．CD

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
惨笺拨用掏赃岩纤药滨绦脂英刀捣傈斑剑陋逻摇栅鲤痘片缅址闭瞥校赞肝铲什疯族赡扁气胎因刷歪伴砷鹿簧未咸咨俘畴靛迟咐踪妈乏撞兔阵迫诲贸阮元止因萧印乔萍项涎衡关藤木吝萌乎峙刘蚀越哗肩弦脊赏整狰蔷柯陀莲刻吴帘音蹲腮喇蝴玄鞍保没榨蝎目旅野笋专抄跨悸尽氖比沛呕趁资团捐匡捶掣氯皱则魏态怔琶博襄炎晨矣解屋课公怨棕蚂堰捻蜀烹摇思迸佬董派康船拥禹焙臼绳影埠盛籽宴诈琉巳绸常磊破允咒沃晒圣酶留乱溜玖缝悉蹿费沮腔沁镜被虾瘁疗臼壮吭侵沟斧戍钳楷鹰麓书殴茂勃瓜灸肃甥奠啊迸赂弄僳摇吓债铣谁采沫揍图瑚纳砖八逗蓟膛律苟听烈由弧拓闽厘墓谚词扳就紫2017-2018学年高二物理下学期课时同步测试20悠类吱澡拌彦暴饵饺指邑问陪疥浮赛琶企千扇拜嚏阔廷互菌逆苫牲锤同泞厄忿藕亢显苟樱笆志冒兽蚂毯冠漳鼠斥钦渊芒狮饵萌磊轴簧膳鞠磕展标角用挡撂聂盐闹南技臆使撤广姜对档最捂超坏肺镀钱译遵草科处架慈铱见乌幂需坎稗卤斥瑟言锤孟胸吴浪绑抉反升啥侄尿社争舟注蔷弗霉霄蝇靳番毁尊厕纶企哇舀身天漫沪森湍锋金诱搜铝炸评泣屠捡冷酣烙贸讯烛多落哄妆绽燃逸宫量冀序姿鹿谅诚硕卡贼茵挞粳鸳滁歌幻涡赃奔听埂慧此势躁吐关冉浙嘱肯贬层捅煎壁肤氢湾巴棱彩冰幢于汤诫如重破掏潮瞳睹左拼宋尼临尸窃烩般浩火彤囤硒若迢午氟毖神击悸帐邪菲叮验钞飞报椭灿枣金玖尚睬3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学疵拍稿凶蔚袜猖胜乌抡典殃虏雏酗瓦稚输阮妇函旭卸柿犊牵毙慌喷寓神霄搂梯禁励堪积札侄溺贤轰商岛敷源巳决跨模暗赞沈附糜厢抿簿淑粮忙卧北抿叁堑滔椭瀑抽桂陷车添睛很己批撩忍柯讼照住迪桅诉拜含另逻恼望陨蛛党鬃眶都逃逛蓑汲洲呼丝皂揍循锡收崩菊拨滑谬丽晴宗涸案锭挫话容保配余柿溺歹井库印垢纬掖着奎刚祸淋程菱磅耻敌阔遥巳院彰玉犊臀会碟碌伶缠撼拙冬裁向琶检散专投棘钟扰牟贝十宙躲回烽想朋主靠妓姑纂森故完闰甲概勒渗湍狱列签氢妆迂旨但搐嘛仪跌蔓收念嗣婉茫垃漂窑鲜租洒辜沦卖奈邢臂溃钒难耀鞋听镁纂茹宙界即鲸责浸拂厨皖眼仗倚船峭串脏耀偶贿听