资源描述
18.2 原子的核式结构模型课后提升作业【基础达标练】1.物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【解析】选A。放射现象中释放出了其他粒子,说明原子核内部具有一定的结构,A正确;电子的发现使人们认识到:原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,B错误;粒子散射实验否定了汤姆孙提出的枣糕式原子模型,建立了核式结构模型,C错误;密立根油滴实验测定了电子的电荷量,D错误。2.(多选)下列对原子结构的认识中,正确的是()A.原子中绝大部分是空的,原子核很小B.电子在核外旋转,库仑力提供向心力C.原子的全部正电荷都集中在原子核里D.原子核半径的数量级是10-10m【解析】选A、B、C。原子由位于原子中的带正电荷的原子核和核外带负电的电子组成,电子在核外绕核高速旋转,库仑力提供向心力,由此可判断B、C正确。根据粒子散射实验知,原子核半径的数量级为10-15m,而原子半径的数量级为10-10m,故A正确,D错误。3.(2018银川高二检测)在粒子散射实验中,使少数粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对粒子的()A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.核力【解析】选B。电荷之间是库仑力作用,万有引力很弱,可不计;核力是核子之间的作用力,故B正确。4.(多选)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)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。6.(2018无锡高二检测)按照卢瑟福的核式结构模型,_半径的数量级为10-10m,而_半径的数量级为10-15m。【解析】通常用核半径来表示核的大小,原子核的大小无法直接测量,一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。通过粒子散射实验估计核的半径是最简单的方法,实验确定的原子半径的数量级是10-10m,原子核的半径数量级为10-15m。答案:原子原子核7.已知镭的原子序数是88。(1)镭核中有几个质子?(2)镭核所带电荷量是多少?(3)若镭原子呈现电中性,它核外有几个电子?【解析】(1)镭核中的质子数等于原子序数,故质子数为88。(2)镭核所带电荷量Q=Ze=881.610-19C=1.4110-17C。(3)核外电子数等于核电荷数,故核外电子数为88。答案:(1)88(2)1.4110-17C(3)888.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=27m04m0(4m0+27m0)2=108961答案:108961【能力提升练】1.如图所示,X表示金原子核,粒子射向金原子核时被散射,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.(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,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。3.如图所示,M、N为原子核外的两个等势面,已知UNM=100V。一个粒子以2.5105m/s从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点,求粒子在B点时速度的大小。(已知m=6.6410-27kg)【解析】粒子在由A到B的过程中,满足-2eUNM=12mv2-12mv02由此得v=v02-4eUNMm=(2.5105)2-41.610-191006.6410-27m/s=2.3105m/s答案:2.3105m/s【补偿训练】氢原子中电子离核最近的轨道半径r=0.5310-10m,试计算在此轨道上电子绕核转动的频率和加速度。已知电子质量为0.9110-30kg。【解析】设电子绕核转动的频率为f,加速度为a,由向心力公式得kqeqHr2=mea所以a=kqeqHmer2=91091.610-191.610-190.9110-300.53210-20m/s29.011022m/s2。根据向心加速度的公式a=2r=42f2r,则f=a42r=9.01102243.1420.5310-10Hz6.61015Hz。答案:6.61015Hz9.011022m/s24.已知电子质量为9.110-31kg,带的电荷量为-1.610-19C,若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.5310-10m,求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流。【解析】由卢瑟福的原子模型可知:电子绕核做圆周运动,所需的向心力由原子核对电子的库仑引力来提供。根据mev2r=ke2r2,得v=ekrme=1.610-1991090.5310-109.110-31m/s2.19106m/s;其动能Ek=12mev2=129.110-31(2.19106)2J2.1810-18J;运动周期T=2rv=23.140.5310-102.19106s1.5210-16s;电子绕核运动形成的等效电流I=qt=eT=1.610-191.5210-16A1.0510-3A。答案:2.19106m/s2.1810-18J1.5210-16s1.0510-3A
展开阅读全文