2019高中物理 课时提升作业五 第二章 原子结构 2.2 原子的核式结构模型 教科版选修3-5.doc

1课时提升作业课时提升作业 五五 原子的核式结构模型原子的核式结构模型(30(30 分钟分钟 5050 分分) )一、选择题一、选择题( (本大题共本大题共 7 7 小题小题, ,每小题每小题 5 5 分分, ,共共 3535 分分) )1.(多选)关于 粒子散射实验的下列说法中正确的是 ( )A.在实验中观察到的现象是绝大多数 粒子穿过金箔后,仍沿原来方向前进,少数发生了较大偏转,极少数偏转超过 90°,有的甚至被弹回接近 180°B.使 粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子,当 粒子接近核时,是核的排斥力使 粒子发生明显偏转,当 粒子接近电子时,是电子的吸引力使之发生明显偏转C.实验表明原子中心有一个极小的核,它占有原子体积的极小部分D.实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量【解析】选 A、C。A 是对 粒子散射实验的正确描述,正确;使 粒子偏转的力是原子核对它的库仑斥力,电子对 粒子的影响就像灰尘对枪弹的影响,完全可以忽略,故 B 错误;极少数 粒子被弹回表明:作用力很大原子内部的“核”质量很大,电量集中,故 C 正确;原子核外的电子尽管质量小,但也有质量,D 错误。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;如果原子核在、区域, 粒子会向区域偏;如原子核在区域,可能会出现如题图所示的轨迹,故应选 A.本题是原子物理和静电场的综合题,它利用图示的形式给出了信息,所以同学们在做题时,要从图中找出隐含的信息,以便准确解题。3.(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2【解析】选 A、B。实验必须在真空中进行,故 A 正确;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,金箔要很薄,故 D 错误。4.在 粒子散射实验中,并没有考虑电子对粒子偏转角度的影响,这是因为 ( )A. 粒子不跟电子发生相互作用B. 粒子跟电子相碰时,损失的能量极少,可忽略C.电子的体积很小, 粒子不会跟电子相碰D.由于电子是均匀分布的, 粒子所受电子作用的合力为零【解析】选 B。在 粒子散射实验中,电子和 粒子之间存在着相互作用,故 A 错误;由于电子的质量只有 粒子的,当质量大的 粒子与电子碰撞后,电子对 粒子的影响就像灰尘对枪弹的影响,完全可以忽略,故 B 正确;因为电子不停地在核外旋转而不是均匀分布,所以 粒子仍会跟电子相碰,故 C、D 错误。5.(多选)在 粒子散射实验中,当 粒子最接近金原子核时, 粒子符合下列哪些情况 ( )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.所受原子核斥力最大【解析】选 A、D。 粒子接近金原子核时, 粒子与原子核之间产生的库仑力做负功,动能减小,势能增大,总能量不变,故 A、D 正确,B、C 错误。6. (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。如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【解析】选 A、B、D。 粒子与原子核的力为库仑斥力,从 ab 库仑力做负功,动能减少,3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 两点动能相等,因此 A 正确,C 错误.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 也正确。7.卢瑟福对 粒子散射实验的解释下列选项不正确的是 ( )A.使 粒子产生偏转的力主要是原子中电子对 粒子的作用力B.使 粒子产生偏转的力主要是库仑力C.原子核很小, 粒子接近它的机会很少,所以绝大多数的 粒子仍沿原来的方向前进D.能产生大角度偏转的 粒子是穿过原子时离原子核近的 粒子【解析】选 A。使 粒子产生偏转的力主要是原子核对 粒子的库仑斥力,A 错误,B 正确。 粒子穿过原子时离原子核越近,库仑斥力越强,偏转的角度就越大,D 正确。原子核很小, 粒子接近它的机会很少,所以绝大多数的 粒子仍沿原来的方向前进,C 正确。二、非选择题二、非选择题( (本大题共本大题共 2 2 小题小题, ,共共 1515 分分) )8.(7 分)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 粒子质量为 4m0,铝核质量为 27m0,它们距离最近时,铝核获得的动能是原 粒子动能的多少倍?【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 粒子靠近铝原子核的过程中,由动量守恒得 mv0=(m+m铝)v共所以 v共=(倍)答案:倍9.(8 分)如图所示,M、N 为原子核外的两个等势面,已知 UMN=100V。一个 粒子以42.5×105m/s 的速度从等势面 M 上的 A 点运动到 B 点,求:(1) 粒子在 B 点时速度的大小。(2) 粒子在与核相距最近处 C 点时与 A 点的电势差。【解题指南】解答本题应把握以下三点:(1)M、N 两点电势差和 A、B 两点电势差相等。(2) 粒子在 C 点时速度为零。(3)运用动能定理求解相关量。【解析】(1) 粒子在由 A 到 B 的过程中,满足-2eUNM= mv2- m由此得 v=m/s=2.3×105m/s(2) 粒子由 A 到 C 过程中,应用动能定理-2e·UAC=0- mUAC=V=648.4V答案:(1)2.3×105m/s (2)648.4V【总结提升】以 粒子散射实验为背景类题目的解题方法(1)由于 粒子在变化的库仑斥力作用下做变加速曲线运动,计算时一般无法用牛顿第二定律去解决,解题时一般用功能关系或能量守恒规律解题.(2)在 粒子运动过程中的功能关系为只有电场力做功,电场力做正功,动能增加,电势能减5小,电场力做负功,动能减小,电势能增加,电场力做多少功,动能和电势能就变化多少。(3)在 粒子运动过程中的能量关系为只有电势能和动能的相互转化,电势能和动能之和不 变。