2019-2020年高中物理 18.2原子的核式结构模型课时训练（含解析）新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 18.2原子的核式结构模型课时训练（含解析）新人教版选修3-5一、选择题1.(xx通州高二检测)有一位科学家,他通过粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,这位提出原子核式结构模型的科学家被誉为原子物理学之父,他是()A.汤姆孙 B.卢瑟福C.盖革 D.马斯顿【解析】选B。汤姆孙提出了原子的枣糕式模型,A项错误;卢瑟福指导他的两个学生盖革和马斯顿进行了粒子散射实验的研究,但提出核式结构模型的科学家是卢瑟福,故B项正确,C、D项错误。2.(多选)关于粒子散射实验及核式结构模型,下列说法正确的是()A.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动B.荧光屏上的闪光是散射的粒子打在荧光屏上形成的C.荧光屏只有正对粒子源发出的射线方向上才有闪光D.使粒子散射的原因是粒子与原子核发生接触碰撞【解析】选A、B。为观察粒子穿过金箔后在各个方向上的散射情况,显微镜必须能在水平面内各个方向上移动,故A正确;荧光屏上的闪光是粒子打在荧光屏上引起的,并且在各个方向上都能观察到闪光,故B正确,C错;粒子散射的原因是粒子受到原子核的库仑斥力,D错。3.(xx宣城高二检测)卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验,获得了重要发现,关于粒子散射实验的结果,下列说法正确的是()A.说明了质子的存在B.说明了原子核是由质子和中子组成的C.说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D.说明了正电荷均匀分布【解析】选C。粒子散射实验否定了汤姆孙的枣糕式模型,即否定了正电荷均匀分布,D项错误;粒子的大角度散射,说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在中间很小的原子核上。【互动探究】粒子散射实验结果表明,原子中带负电的电子是如何分布的?答案:电子在原子核外运动。4.(多选)在粒子散射实验中,关于选用金箔的原因下列说法正确的是()A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔B.金原子核不带电C.金原子核质量大,被粒子轰击后不易移动D.金这种材料比较昂贵【解析】选A、C。粒子散射实验中,选用金箔是因为金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔,粒子很容易穿过,A正确。金原子核质量大,被粒子轰击后不易移动,C正确。金核带正电,B错误。选用金箔做实验与金这种材料比较昂贵没有任何关系,D项错误。5.粒子散射实验中,使粒子散射的原因是()A.粒子与原子核外电子碰撞B.粒子与原子核发生接触碰撞C.粒子发生明显衍射D.粒子与原子核的库仑斥力作用【解析】选D。粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的,A错误。由于原子核的质量和电荷量很大,粒子与原子核很近时,库仑斥力很强,足以使粒子发生大角度偏转甚至反向弹回,使粒子散射的原因是库仑斥力,B、C错误,D正确。【补偿训练】(多选)在粒子散射实验中,某个粒子跟金箔中的电子相撞,则()A.粒子的动能几乎没有损失B.粒子将损失大部分动能C.粒子不会发生显著的偏转D.粒子将发生较大角度的偏转【解析】选A、C。由于电子的质量只有粒子质量的,粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一粒灰尘碰撞一样,动能几乎没有损失,A正确,B错误。粒子不会发生显著的偏转,C正确,D错误。6.(多选)(xx佛山高二检测)用粒子撞击金原子核发生散射,图中关于粒子的运动轨迹正确的是()A.aB.bC.cD.d【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)粒子与金原子核之间存在相互作用的库仑斥力,而不是库仑引力。(2)距离越近库仑斥力越大,距离越远库仑斥力越小。【解析】选C、D。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,粒子受到的斥力越大,偏转越大,C、D正确。7.高速粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图所示,实线表示粒子运动的轨迹,虚线表示重核形成电场的等势面。设粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、vc,则其关系为()A.vavbvc B.vcvbvaC.vbvavc D.vcvavb。当粒子远离重原子核时电场力做正功,动能增加,vcvb。又因为从a到c的整个过程中电场力对粒子做正功,故vavavb,选项C正确。【总结提升】解答原子结构能量问题应弄清的三个要点(1)粒子和重原子核都带正电,它们之间的库仑力为斥力。(2)粒子靠近原子核时,电场力做负功,电势能增加,粒子动能减小;粒子远离原子核时,电场力做正功,电势能减小,粒子动能增加。(3)以原子核为球心的同心球面为等势面,同一等势面上粒子的电势能、动能都相等。二、非选择题8.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)【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:(1)电子绕核做匀速圆周运动时,库仑力提供向心力,由此可确定角速度和周期。(2)在电子轨道上取一个截面,则在一个周期的时间内通过这个截面的电量是e,由此可以计算出等效电流。【解析】电子绕核运动的向心力是库仑力,因为=m2r,所以=;其运动周期为T=,其等效电流I=。答案:【补偿训练】如果粒子以速度v与电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的),求碰撞后粒子的速度变化了多少?并由此说明:为什么原子中的电子不能使粒子发生明显的偏转?(粒子质量是电子质量的7300倍)【解析】设粒子初速度为v,质量为M,与电子碰后速度为v1,电子质量为m,与粒子碰后速度为v2,由动量守恒定律得Mv=Mv1+mv2 由能量关系得Mv2=M+m 由得碰后粒子速度v1=v 粒子速度变化量v1=v1-v=-v 把M=7300m代入得v1=v=-0.0003v可见粒子的速度变化只有万分之三,说明原子中的电子不能使粒子发生明显的偏转。答案:见解析【易错提醒】解答本题的两个易错点:(1)疏忽了设粒子和电子的质量分别为M和m,从而无法列出表达式而出现错误。(2)最后求出的是粒子的末速度而不是速度变化,导致出现错误。【大题提升练】(1)(多选)能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内E.原子核的电荷数就是核中的质子数(2)粒子散射实验中,绝大多数的粒子仍沿原来方向运动,只有少数粒子发生了大角度的偏转,请用核式结构模型分析实验现象。【解析】(1)选A、C、D。能用卢瑟福的原子核式结构得出的结论:在原子中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内,带负电的电子在核外空间绕核旋转,A、C、D正确。而原子核是由质子和中子组成的以及原子核的电荷数就是核中的质子数的结论并不能用卢瑟福的原子核式结构模型得出,B、E错误。(2)原子核很小,粒子进入原子后,绝大多数的粒子离原子核很远,受到的库仑力很小,几乎沿原来方向运动,只有少数粒子穿过时,离原子核很近,受到很强的库仑斥力,发生了大角度的偏转。答案:(1)A、C、D(2)见解析【补偿训练】(xx广州高二检测)在卢瑟福的粒子散射实验中,某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示。图中P、Q为轨迹上的点,虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域。不考虑其他原子核对该粒子的作用,那么关于该原子核的位置,下列说法中正确的是()A.可能在区域 B.可能在区域C.可能在区域 D.可能在区域【解析】选A。粒子带正电,原子核也带正电,对靠近它的粒子产生斥力,故原子核不会在区域;如原子核在、区域,粒子会向区域偏;如原子核在区域,可能会出现题图所示的轨迹,故应选A。