搜索
[随堂检测]1．有一位科学家，他通过α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．马斯顿答案：B2．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．关于α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．说明了正电荷在原子核内均匀分布解析：选C．α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核，它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量．故应选C．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，向心力主要由库仑力提供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10－10m解析：选D．原子由位于原子中的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力，由此可判定B、C正确．根据α粒子散射实验知原子核半径数量级为10－15m，而原子半径的数量级为10－10m，故A正确，D错误．4．α粒子与金核197Au发生正碰时，如果α粒子能接近金核的最小距离为2．0×10－14m，试估算金核的密度．解析：粗略地，可把金核看作一个球体，把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r，则金核的体积表示为V＝43πr3，而金核的质量M＝197×1．67×10－27kg≈3．29×10－25kg，故其密度为ρ＝MV＝3.29×10－2543×3.14×（2.0×10－14）3kg/m3≈9．8×1015kg/m3．答案：9．8×1015kg/m3[课时作业]一、单项选择题1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是()A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现解析：选A．卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了原子的核式结构模型：原子核聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转．故正确答案为A．2．卢瑟福通过α粒子散射实验，判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构．如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的()A．轨迹aB．轨迹bC．轨迹cD．轨迹d解析：选A．α粒子带正电，α粒子的偏转是由于受到原子核的库仑斥力作用，且离原子核越近，受到的斥力作用越大，所以轨迹b、c、d都是不可能的，正确选项为A．3．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，得到的实验结果有()A．所有α粒子几乎无偏转地穿过金箔B．大多数α粒子发生较大角度的偏转C．向各个方向运动的α粒子数目基本相等D．极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转解析：选D．由卢瑟福α粒子散射实验的结果可知，D正确，A、B、C错误．4．α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是()A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用解析：选D．α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，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，B错误，D正确．5．如图所示画出了α粒子散射实验中的一些曲线，这些曲线中可能是α粒子的径迹的是()A．a、b、dB．b、dC．a、dD．a、c、d解析：选B．α粒子与金原子核均带正电、互相排斥，故不可能沿轨迹c运动；a轨迹弯曲程度很大，说明受到的库仑力很大，但α粒子离核较远，故a轨迹不可能存在，而b轨迹正确；d轨迹是α粒子正对金原子核运动时的情况．6．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粒子碰撞不到电子解析：选C．α粒子与电子之间存在相互作用力，这个作用力是库仑力，但由于电子质量很小，不到α粒子质量的17000，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颗尘埃一样，正确选项是C．7．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α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α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①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域解析：选A．α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区；如果原子核在②、③区，α粒子会向①区偏；如原子核在①区，可能会出现如题图所示的轨迹，故应选A．二、多项选择题8.关于α粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中正确的是()A．从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的解析：选ABC．从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小，A项正确．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核，B项正确．由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C项正确．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D项错误．9.在α粒子的散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况()A．动能最小B．电势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统的能量最小D．所受金原子核的斥力最大解析：选AD．α粒子接近原子核时库仑斥力做负功，α粒子的动能减小；α粒子远离原子核时库仑斥力做正功，α粒子的动能又增大，故当α粒子最接近原子核时动能最小，A对；系统只有电场力做功，电势能与动能之和守恒，α粒子动能最小时，电势能应最大，B错；系统的能量是守恒的，C错；α粒子最接近金原子核时，α粒子与金原子核间的距离最小，由库仑定律知α粒子所受金原子核的库仑斥力最大，D对．10．在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则()A．α粒子的动能和动量几乎没有损失B．α粒子将损失大部分动能和动量C．α粒子不会发生显著的偏转D．α粒子将发生较大角度的偏转解析：选AC．电子的质量远小于α粒子的质量，两者发生碰撞时，对α粒子的动能和动量几乎没有影响，选项A、C正确．三、非选择题11.α粒子散射实验是让α粒子射向金箔去碰撞金原子，结果发现：大部分α粒子穿过金箔后不发生偏转，少数α粒子发生偏转，有的偏转角很大，问：(1)为什么有的α粒子会发生大角度的偏转？(2)已知金的原子序数为79，当α粒子距原子中心为1．0×10－13m时受到的库仑力多大？解析：(1)按照卢瑟福的原子核式结构模型，原子中全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的原子核上，核外分布着带负电荷的电子，当α粒子穿过金原子时，如果离核很远，受到原子核的库仑力就很小，运动方向的改变就很小．但是，有少数α粒子穿过金原子时，离核很近，这些α粒子受到的库仑力就较大，所以，它们的偏转角也就越大．(2)由库仑定律F＝kQqr2得：α粒子受到的库仑力F＝9.0×109×79×1.6×10－19×2×1.6×10－19（1.0×10－13）2N＝3．6N．答案：(1)见解析(2)3．6N12.在α粒子散射实验中，根据α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α粒子以2．0×107m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α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E＝kq1q2r，α粒子质量为6.64×10－27kg．解析：当α粒子靠近原子核运动时，α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，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则12mv2＝kq1q2dd＝2kq1q2mv2＝2×9.0×109×2×79×（1.6×10－19）26.64×10－27×（2.0×107）2m＝2．7×10－14m．答案：2．7×10－14m本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放