2018-2019學(xué)年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 課時提升作業(yè)九 18.2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 新人教版選修3-5

課時提升作業(yè) 九 原子的核式結(jié)構(gòu)模型(20分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分)1.在粒子散射實驗中,選用金箔的原因下列說法不正確的是()A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔B.金核不帶電C.金原子核質(zhì)量大,被粒子轟擊后不易移動D.金核半徑大,易形成大角度散射【解析】選B。粒子散射實驗中,選用金箔是因為金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔,粒子很容易穿過,A正確。金原子核質(zhì)量大,被粒子轟擊后不易移動,C正確。金核帶正電,半徑大,易形成大角度散射。故D正確、B錯誤。2.關(guān)于粒子散射實驗,下列說法不正確的是()A.該實驗在真空環(huán)境中進行B.帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動C.熒光屏上的閃光是散射的粒子打在熒光屏上形成的D.熒光屏只有正對粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光【解析】選D。本題考查粒子散射實驗裝置及其作用,只有在正確理解粒子散射實驗的基礎(chǔ)上,才能選出正確選項為A、B、C,對于D項,考慮到有少數(shù)的粒子因為靠近金原子核,受到斥力而改變了運動方向,故D錯誤。3.盧瑟福的粒子散射實驗的結(jié)果顯示了下列哪些情況()A.原子內(nèi)存在電子B.原子的大小為10-10mC.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)【解析】選D。根據(jù)粒子散射實驗現(xiàn)象,絕大多數(shù)粒子穿過金箔后沿原來方向前進,少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過90°,可知C錯,A與題意不符;而實驗結(jié)果不能判定原子的大小為10-10m,B錯,故選D。4.(多選)粒子散射實驗中,當(dāng)粒子最接近原子核時,粒子符合下列哪種情況()A.動能最小B.勢能最小C.粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量最小D.所受原子核的斥力最大【解析】選A、D。粒子在接近金原子核的過程中,要克服庫侖斥力做功,動能減少,電勢能增加,兩者相距最近時,動能最小,電勢能最大,總能量守恒。根據(jù)庫侖定律,距離最近時,斥力最大。【補償訓(xùn)練】1.在盧瑟福粒子散射實驗中,一個粒子與金屬中的電子碰撞,正確結(jié)果是()A.引起粒子散射B.粒子將失去大部分動能C.粒子將失去大部分動量D.粒子的動能和動量都幾乎沒有損失【解析】選D。粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的7 300倍,粒子碰到它,就像子彈碰到一粒塵埃,不會引起粒子散射,粒子的動能和動量都幾乎沒有損失。2.在盧瑟福的粒子散射實驗中,某一粒子經(jīng)過某一原子核附近時的軌跡如圖中實線所示。圖中P、Q為軌跡上的點,虛線是過P、Q兩點并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域。不考慮其他原子核對該粒子的作用,那么關(guān)于該原子核的位置,下列說法中正確的是()A.可能在區(qū)域B.可能在區(qū)域C.可能在區(qū)域D.可能在區(qū)域【解析】選A。粒子帶正電,原子核也帶正電,對靠近它的粒子產(chǎn)生斥力,故原子核不會在區(qū)域;如原子核在、區(qū)域,粒子會向區(qū)域偏;如原子核在區(qū)域,可能會出現(xiàn)題圖所示的軌跡,故應(yīng)選A。二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規(guī)范的解題步驟)5.(10分)在粒子散射實驗中,根據(jù)粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離可以估算原子核的大小。現(xiàn)有一個粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔。若金原子的核電荷數(shù)為79,求該粒子與金原子核間的最近距離。(已知帶電粒子在點電荷電場中的電勢能表達式為Ep=k,粒子質(zhì)量為6.64×10-27kg)【解析】當(dāng)粒子靠近原子核運動時,粒子的動能轉(zhuǎn)化為電勢能,達到最近距離時,動能全部轉(zhuǎn)化為電勢能,所以粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離d為mv2=k所以d=m=2.7×10-14m所以粒子與金原子核間的最近距離為2.7×10-14m。答案:2.7×10-14m6.(12分)假設(shè)粒子以速率v0與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰,電子質(zhì)量me=m,金原子核質(zhì)量mAu=49m。求:(1)粒子與電子碰撞后的速度變化。(2)粒子與金原子核碰撞后的速度變化。【解析】粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞,動量和能量均守恒,由動量守恒得mv0=mv1+mv2由能量守恒得m=mv12+mv22聯(lián)立解得v1=v0速度變化v=-v0(1)與電子碰撞:將m=me=m代入得v1-2.7×10-4v0。(2)與金原子核碰撞:將m=mAu=49m代入得v2=-1.96v0。答案:(1)-2.7×10-4v0(2)-1.96v04