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课时提升作业 九 原子的核式结构模型(20分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分)1.在粒子散射实验中,选用金箔的原因下列说法不正确的是()A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔B.金核不带电C.金原子核质量大,被粒子轰击后不易移动D.金核半径大,易形成大角度散射【解析】选B。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,半径大,易形成大角度散射。故D正确、B错误。2.关于粒子散射实验,下列说法不正确的是()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粒子打在荧光屏上形成的D.荧光屏只有正对粒子源发出的射线方向上才有闪光【解析】选D。本题考查粒子散射实验装置及其作用,只有在正确理解粒子散射实验的基础上,才能选出正确选项为A、B、C,对于D项,考虑到有少数的粒子因为靠近金原子核,受到斥力而改变了运动方向,故D错误。3.卢瑟福的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10-10mC.原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内【解析】选D。根据粒子散射实验现象,绝大多数粒子穿过金箔后沿原来方向前进,少数发生较大的偏转,极少数偏转角超过90,可知C错,A与题意不符;而实验结果不能判定原子的大小为10-10m,B错,故选D。4.(多选)粒子散射实验中,当粒子最接近原子核时,粒子符合下列哪种情况()A.动能最小B.势能最小C.粒子与金原子组成的系统的能量最小D.所受原子核的斥力最大【解析】选A、D。粒子在接近金原子核的过程中,要克服库仑斥力做功,动能减少,电势能增加,两者相距最近时,动能最小,电势能最大,总能量守恒。根据库仑定律,距离最近时,斥力最大。【补偿训练】1.在卢瑟福粒子散射实验中,一个粒子与金属中的电子碰撞,正确结果是()A.引起粒子散射B.粒子将失去大部分动能C.粒子将失去大部分动量D.粒子的动能和动量都几乎没有损失【解析】选D。粒子的质量是电子质量的7 300倍,粒子碰到它,就像子弹碰到一粒尘埃,不会引起粒子散射,粒子的动能和动量都几乎没有损失。2.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。二、非选择题(本题共2小题,共22分。需写出规范的解题步骤)5.(10分)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2.0107m/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Ep=kq1q2r,粒子质量为6.6410-27kg)【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,所以粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离d为12mv2=kq1q2d所以d=2kq1q2mv2=29.0109279(1.610-19)26.6410-27(2.0107)2m=2.710-14m所以粒子与金原子核间的最近距离为2.710-14m。答案:2.710-14m6.(12分)假设粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰,电子质量me=17 300m,金原子核质量mAu=49m。求:(1)粒子与电子碰撞后的速度变化。(2)粒子与金原子核碰撞后的速度变化。【解析】粒子与静止的粒子发生弹性碰撞,动量和能量均守恒,由动量守恒得mv0=mv1+mv2由能量守恒得12mv02=12mv12+12mv22联立解得v1=m-mm+mv0速度变化v=-2mm+mv0(1)与电子碰撞:将m=me=17 300m代入得v1-2.710-4v0。(2)与金原子核碰撞:将m=mAu=49m代入得v2=-1.96v0。答案:(1)-2.710-4v0(2)-1.96v0
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