高中物理第十八章原子结构2原子的核式结构模型自主训练新人教选修
全国通用版高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型课堂达标新人教版选修3_5(1)
全国通用版高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型课堂达标新人教版选修3_5(1)1．(山东省潍坊市2017～2018学年高三模拟)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。
图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( C )A．M点B．N点C．P点D．Q点解析：α粒子与重金属原子核之间的库仑力提供α粒子的加速度，方向沿α粒子与原子核的连线且指向α粒子，则四个选项中只有P点处的加速度方向符合实际，故C项正确。
2．(北京市海淀区2018届高三下学期期末)下列说法正确的是( A )A．爱因斯坦提出的光子假说，成功解释了光电效应现象B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等C．卢瑟福通过α粒子的散射实验发现了质子并预言了中子的存在D．汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型解析：1905年，爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象，故A正确；根据Ek＝，知动能相等，质量大动量大，由λ＝得，电子的德布罗意波长较长，故B错误；汤姆逊通过阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，此实验不能说明原子核内存在质子，故C、D 错误。
3．(河南省信阳市2016～2017学年高二下学期期中)如图所示，根据α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的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。
在α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( C )A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大解析：根据卢瑟福提出的核式结构模型，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷电场类似。
α粒子从a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b运动到c，电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，则电场力做的总功等于零，A、B错误，C正确；a、b、c三点的场强关系Ea＝Ec<Eb，故α粒子的加速度先变大，后变小，D错误。
高中物理第18章原子结构18.2原子的核式结构模型新人教版选修3
②实验结果:_绝__大__多__数__α粒子穿过金箔后,基本上仍沿 原方向前进。_少__数__α粒子发生大角度偏转,偏转角度 甚至大于90°,几乎被“撞了回来”。 ③卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模 型,建立了_核__式__结__构__模型。
பைடு நூலகம்
(2)卢瑟福的核式结构模型:原子中_带__正__电__部__分__的体积 很小,但几乎占有全部_质__量__,电子在正电体的外面运动。
2 原子的核式结构模型
【自主预习】 1.汤姆孙的原子模型: (1)建立“枣糕模型”的依据:电子的发现和原子呈 _电__中__性__。 (2)原子的“枣糕模型”:原子是一个球体,_正__电__荷__弥 漫性地均匀分布在整个球体内,电子_镶__嵌__其中。
2.原子核式结构的建立: (1)α粒子散射实验。 ①α粒子:从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子, 带有_两__个__单位的正电荷,质量为_氢__原__子__质量的4倍、 电子质量的7 300倍。
4.原子的核式结构模型的内容有哪些? 提示:(1)在原子中心有一个很小的核叫原子核,原子全 部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里。 (2)带负电的电子在核外空间绕核旋转。
5.核式结构模型如何解释α粒子散射实验的结果? 提示:(1)由于原子核很小,大多数α粒子穿过金箔时都离 核很远,受到的库仑斥力很小,它们的运动方向几乎不受 影响,几乎沿直线传播,不发生偏转。 (2)只有极少数α粒子有机会与原子核接近,受到原子核 较大的库仑斥力而发生明显的偏转。
【解题指南】解答本题应把握以下两点: (1)明确实验装置中各部分的组成及作用。 (2)弄清实验现象,知道“绝大多数”“少数”和“极少 数”α粒子的运动情况。
【解析】选A、B、D。根据α粒子散射实验的现象,绝 大多数α粒子穿过金箔后,基本上沿原方向前进,因此 在A位置观察到的闪光次数最多,故A正确;少数α粒子 发生大角度偏转,因此从A到D观察到的闪光次数会逐渐 减少,因此B、D正确,C错。
2017-2018学年高中物理 第十八章 原子结构 2 原子的核式结构模型检测 新人教版选修3-5
第十八章原子结构2 原子的核式结构模型1.如图所示为α粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中a、b、c、d四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是( )A．1 305、25、7、1 B．202、405、625、825C．1 202、1 010、723、203 D．1 202、1 305、723、203解析：根据卢瑟福的α粒子散射实验结果可以知道，绝大多数没有发生偏转，少数粒子发生了小角度偏转，极个别发生了大角度偏转，所以才推得原子的组成，绝大部分质量集中在一个极小的核上．根据这个现象可以知道A正确．答案：A2．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：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.答案：C3．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )解析：α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金原子核，偏转的角度越大，所以A、B、C错误，D正确．答案：D4．关于α粒子的散射实验解释有下列几种说法，其中错误的是( )A．从α粒子的散射实验数据，可以估算出原子核的大小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存在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：从α粒子的散射实验数据，可以估算出原子核的大小，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存在，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．答案：DA级抓基础1．下列对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以解析：由对α粒子散射实验装置的描述可知A项正确．实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错．如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍然发生，C项错．空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对α粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错．答案：A2．(多选)α粒子散射实验结果表明( )A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上解析：在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变．所以本题正确选项为A、B、D.答案：ABD3．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：α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的七千三百分之一，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个尘埃一样，故正确选项是C.答案：C4．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力解析：金原子核和α粒子在距离很近时，产生较大的库仑力而使少数α粒子发生大角度偏转．答案：B5．下列图中，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是( )解析：α粒子离金核越远其斥力越小，轨道弯曲程度就越小，故选项D正确．答案：DB级提能力6．(多选)如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B ．α粒子在B 处的速度最大C ．α粒子在A 、C 处的速度的大小相同D ．α粒子在B 处的速度比在C 处的速度小解析：根据α粒子的运动轨迹曲线，可判定α粒子受到的是斥力，由A 到B 库仑力做负功，速度减小，故选项A 、B 错误，D 正确．由于A 、C 两点位于同一等势面上，所以α粒子在A 、C 处的速度大小相同，C 项正确．答案：CD7．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A ．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B ．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C ．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D ．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等解析：电子的质量很小，当和α粒子作用时，对α粒子运动的影响极其微小，A 正确．α粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的区域内，所以B 、C 正确，D 错误．答案：ABC8．若氢原子的核外电子绕核做半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω是多少？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I 是多少(已知电子的质量为m ，电荷量为e ，静电力常量用k 表示)?解析：电子绕核运动的向心力是库仑力，因为ke 2r 2＝m ω2r ，所以ω＝e r k mr ；其运动周期为T ＝2πω＝2πr e mr k ，其等效电流I ＝e T ＝e 22πr k mr . 答案：e r k mr e 22πr k mr。
高中物理第十八章原子结构原子的核式结构模型教材梳理素材新人教选修
2 原子的核式结构模型疱丁巧解牛知识·巧学一、汤姆孙原子模型当时，无法直接通过实验探测原子内部的奥秘，汤姆孙运用经典力学的理论，根据电荷之间的作用力与距离的平方成反比进行了大量计算，以求证电子稳定分布应处的状态，他认为，既然电子那么小，又那么轻，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置(图18-2-1).电子图带的负电被原子内带的正电抵消，因此原子呈电中性.如果原子失去电子或得到电子，就会变成离子，电子一方面要受正电荷的吸引，另一方面又要互相排斥，因此必然有一个处于平衡的状态，电子在它们的平衡位置附近做简谐运动，可以发射或吸收特定频率的电磁波.汤姆孙原子结构模型图18-2-1模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物.一个好的原子模型应该能够解释所有的关于原子和物体的信息.当获得越来越多的信息时，模型也会慢慢改变.联想发散汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实所否定.不过它的意义却极其深远，电子的发现使我们认识到原子是有结构的，并用汤姆孙的原子模型可以粗略解释原子发光问题，为我们揭开了原子结构的研究的帷幕.二、α粒子的散射实验1909—1911年卢瑟福和他的助手做了用α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现.1.实验装置整个实验在真空中进行，高速的α粒子流垂直射到很薄的金箔上，由于受到金原子中带电微粒的库仑力的作用，一些α粒子通过金箔后必然会改变原来的运动方向，产生偏转.当α粒子穿过金箔后，打在荧光屏上闪光，然后通过显微镜观察，如图18-2-2所示.图18-2-2联想发散整个实验过程在真空中进行.α粒子后来被证明是氦原子核，带正电，由两个中子和两个质子组成，其质量约为电子的7 300倍.金箔很薄，α粒子很容易穿过.2.实验现象与结果α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°.α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇，按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变.但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来这一不可思议的现象，卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型.学法一得原子的结构就像一个“黑箱”里面的信息是无法直接获取的.研究黑箱问题的一般方法是有目的地向黑箱输入一些信息，观测黑箱反馈回来的输出信息，进而推断出黑箱内的结构和运行机制.三、原子的核式结构的提出1.推理过程卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.按照卢瑟福的核式结构学说，可以很容易地解释α粒子的散射实验现象，如图18-2-3所示.图18-2-3按照这个模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转.2.核式结构模型在原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转.原子内部是十分“空旷”的.原子直径的数量级为10-10m，原子核直径的数量级为10-15m，两者相差十万倍，而体积的差别就更大了，若原子相当于一个立体的足球场的话，则原子核就像足球场中的一粒米.深化升华原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是中性的.电子绕着原子核旋转所需向心力就是核对它的库仑引力.3.大多数α粒子都是“侵入”金原子核和电子之间的空间里，它们受到的库仑力很小，运动方向的改变也就很小.只有极少数的α粒子会非常接近金原子核，这时它们之间强烈的斥力就迫使α粒子发生较大的偏转，甚至被弹回.误区提示不要认为α粒子与金原子核直接发生碰撞，偏转的原因是库仑斥力影响的结果.4.从α粒子散射实验的数据估算出原子核大小的数量级为10-15—10-14m，原子大小的数量级为10-10m.学法一得学习时注意把实验结果与核式结构模型的内容之间建立联系，避免机械记忆. 四、原子核的电荷与尺度原子核的电荷数等于核外电子数，接近于原子序数，原子核大小的数量级为10-15m，原子大小数量级为10-10m，两者相差十万倍之多，可见原子内部十分“空旷”.典题·热题知识点一卢瑟福α粒子散射实验例1 卢瑟福α粒子散射实验的结果( )A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证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.说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动解析：该题要考查的是α粒子散射实验对人类认识原子结构的贡献.只要考生了解α粒子散射实验的结果及核式结构的建立过程，不难得出正确答案.α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核，数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子.答案：C方法归纳α粒子散射实验是物理学发展史上的一个重要的实验，它的实验结果使人们关于物质结构的观念发生了根本性变化，从而否定了汤姆孙原子结构的葡萄干面包模型，导致了卢瑟福核式结构模型的确立，教材中关于α粒子散射实验装置和实验方法的描述十分详尽，对实验结果的说明层次非常清楚：绝大多数α粒子穿过，基本上不发生偏转；少数发生偏转；极少数发生大角度偏转.关于这种重要的实验要记住.例2 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：本题考查α粒子散射实验，α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，A项错误.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项错误，D项正确. 答案：D方法归纳卢瑟福提出的原子核式结构正是建立在α粒子散射实验的基础上的.绝大多数α粒子不发生偏转，这说明原子的内部非常空旷.少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°，这是α粒子与原子核带正电的库仑斥力的作用，这说明原子中正电荷都集中在一个很小的区域内，α粒子穿过单个原子时，才有可能发生大角度的散射.知识点二α粒子散射实验与电场、电势能等知识的综合例3 如图18-2-4所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )图18-2-4A.α粒子在A处的速度比B处的速度小B.α粒子在B处的动能最大，电势能最小C.α粒子在A、C两处的速度大小相等D.α粒子在B处的速度比在C处的速度要小解析：α粒子由A经B运动到C，则由于受到库仑斥力的作用，α粒子先减速后加速，所以A项错误，D项正确.库仑斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B项错误.AC处于同一个等势面上，从A到C库仑力不做功，速度大小不变，C项正确.答案：CD巧妙变式 若α粒子穿过某一带负电的点电荷附近，则运动情况又如何呢？(若α粒子穿过某一带负电的点电荷附近，由于受到库仑引力的作用，则α粒子一直向负点电荷靠近，最后落在上面，发生中和，则在此过程中库仑引力做正功，动能增大，电势能减小.)例4 已知电子质量为9.1×10-31 kg ，带电量为-1.6×10-19 C ，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为 0.53×10-10 m 时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流强度.解析：电子绕原子核做匀速圆周运动，电子与核之间的库仑力充当电子绕核旋转的向心力.由向心力公式可求出速度和周期，继而再求出频率、动能、等效电流强度.根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力.可知： k 202r e =m 02r v v=e m r k 0=1.6×10-19×31-10-9109.1100.53109⨯⨯⨯⨯m/s=2.18×106 m/s 而v=2πfr 0即f=02r v π=10-6100.533.142102.18⨯⨯⨯⨯Hz=6.55×1015 Hz E k =21mv 2=21·02r ke =21×10-29100.5319)-10(1.6109⨯⨯⨯⨯J=2.16×10-8 J 设电子运动周期为T ，则 T=V r 02π=6-10102.18100.533.142⨯⨯⨯⨯ s=1.5×10-16 s 电子绕核的等效电流强度： I=t q =T e =16--191015101.6⨯⨯A=1.7×10-3 A. 方法归纳 本题通过构建理想的物理模型，综合考查匀速圆周运动、电场力和电流强度等知识.知识点三 α粒子与动量守恒定律、能量恒定律综合例5 1909—1911年英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用α粒子轰击金箔的实验.发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；少数α粒子却发生了较大角度的偏转；极少数α粒子偏转角度超过了90°；有的甚至被弹回，偏转角几乎达到了180°.这就是α粒子散射实验.为了解释这个结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.请你利用α粒子散射实验结果估算原子核的大小(保留一位有效数字).(下列公式或数据为已知：点电荷的电势U=kQ/r,k=9.0×109 Nm 2/C 2，金原子序数79，α粒子质量m α=6.64×10-27 kg ，α粒子速度v=1.6×107 m/s ，电子电量e=1.6×10-19 C.解析：由于是估算，我们可以取极少数被弹回的α粒子为研究对象.当α粒子的速度减为0时，α粒子与金原子核间的距离最小约等于金原子核的半径.利用能量转化与守恒定律进行计算.对于极少数被弹回的α粒子，受到很强的排斥力，可以认为它几乎接近原子核；它先做减速运动，当速度减为0后，反向加速.当α粒子的速度减为0时，α粒子与金原子核间的距离最小，约等于金原子核的半径；此过程中α粒子的动能转化为电势能.21m αv 2=r keQ ,解得：r=22v m keQ 代入数据解得：r=4×10-14m.巧解提示 将α粒子靠近金原子核类比为B 物体连接一弹簧静止在光滑水平面上，并与一墙相靠，A 以v 0的速度冲向B.A 先做减速，当速度减为0时，反向加速.当A 的速度减为0时，A 、B 间距离最小，A 的动能转化为弹性势能.两个带电粒子只在电场力作用下的相对运动，与碰撞中的弹簧模型相似，只有电场力做功系统动能与电势能的总和保持不变.处理这类问题常用动量守恒定律、能的转化与守恒，有时还需结合牛顿运动定律.图18-2-5问题·探究思想方法探究问题原子物理学研究的是微观现象，比较抽象.通过原子核结构的探索过程，总结研究微观世界的方法？探究过程：微观世界的原子和原子核的结构无法直接通过实验直接观察到，只能依据实验现象，通过科学的思维和研究方法进行间接研究原子核的微观结构.即由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.探究结论:由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.。
高中物理第十八章原子结构原子的核式结构模型课后集训新人教选修
2 原子的核式结构模型课后集训基础达标1.关于卢瑟福核式结构学说的内容，下列说法中正确的是( )A.原子是一个质量均匀分布的球体B.原子的质量几乎全部集中在原子核内C.原子的正电荷全部集中在一个很小的核内D.原子核的半径约为10-10 m解析：原子的核式结构：在原子中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.原子核的半径的数量级为10-15 m.答案：BC2.在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.核力解析：α粒子带正电，原子核带正电，α粒子发生大角度偏转，是由于受到了原子核的库仑力作用.答案：B3.卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )A.原子的中心有个核，叫原子核B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D.带负电的电子在核外绕着核旋转解析：1911年卢瑟福提出了一种新的原子结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电荷的外面运动.这种模型称为核式结构模型.答案：ACD4.对α粒子散射实验装置的描述正确的是( )A.主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔的厚薄对实验无影响C.如果改用铝箔就不能发生散射现象D.实验装置放在真空中解析：α粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜.该实验必须在真空中进行. 答案：AD综合运用5.如图18-2-2所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下的说法中正确的是( )图18-2-2A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度相同D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小解析：α粒子在穿过原子核附近时，受到原子核的库仑斥力，由A到B时速度减小，由B到C时速度增大，在B 处速度最小，A 、C 处在同一等势面上，α粒子在A 、C 处的速度大小相等，但方向不相同. 答案：D6.原子的直径约为10-10 m ，氢原子核的直径约为3×10-15 m ，若把氢原子放大，使核的直径为1 mm ，则电子离核的距离为多大? 解析：2211核原核原d d d d =，故 d 原2=3.3×104 mm=33 m ，r=16.5 m.答案：16.5 m7.α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍.如果α粒子以速度v 跟电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少?解析：根据动量守恒定律与机械能守恒定律：m αv α=m αv α′+m 电v 电′21m αv α2=21m αv α′2+21m 电v 电′2 ααααv m m m m v 电电+-='αααv m m m v 电电+='2， m α=7 300m 电，v α′=αv m m 电电73017299 Δv α=v α′-v α=v α-7301273017299=αv v α=2.74×10-4v α 即α粒子的速度只改变了原来的万分之三，几乎不变.答案：Δv α=2.74×10-4v α拓展探究8.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型.图18-2-3中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹.在α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( )图18-2-3A.动能先增大，后减小B.电势能先减小，后增大C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零D.加速度先变小，后变大解析：α粒子在运动过程中，受到原子核的库仑斥力的作用，电场力先做负功，动能减小，势能增大，再做正功，动能增大，势能减小.答案：C高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理 第十八章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型学案 新人教版选修35
第2节原子的核式结构模型汤姆孙的原子模型[探新知·基础练]1．汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。
2．汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
3．汤姆孙的原子模型被称为“西瓜模型”或“枣糕模型”，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．卢瑟福提出了原子的枣糕模型。
(×)2．汤姆孙认为原子是由原子核和电子组成的。
(×)[释疑难·对点练]汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷均匀分布，电子像枣糕一样镶嵌在原子里。
均匀分布和镶嵌都没有说它是固定的，实验证明它是高速运转的。
这虽是一个错误的模型推论，但汤姆孙通过阴极射线的研究，发现了电子，并提出原子由电子和带正电的物质两部分组成。
这是对物理学做出的重大贡献。
[试身手]1．以下说法中符合汤姆孙原子模型的是( )A．原子中的正电部分均匀分布在原子中B．原子中的正电部分集中在很小的体积内C．电子在原子内可以自由运动D．电子在原子内不能做任何运动解析：选A 在汤姆孙原子模型中，正电荷均匀分布在原子中，电子镶嵌在原子中，但并不是完全固定的，它可以振动，故只有选项A正确。
α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
3．实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
4．汤姆孙模型的困难(1)α粒子的大角度偏转不可能是电子造成的。
学年高中物理 第十八章 原子结构 . 原子核式结构模型课后巩固训练 新人教版选修
18.2 原子的核式结构模型[基础达标练]1．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依照是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子()A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过，只有少许发生较大偏转，有的甚至被弹回C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少许穿过D．全部发生很大偏转答案B剖析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，应选项A错误；α粒子被散射时只有少许发生了较大角度偏转，并且有极少许α粒子偏转角高出了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°，应选项B正确，C、D错误。
2．(多项选择)关于α粒子散射实验的说法正确的选项是()A．少许α粒子发生大角度偏转，是由于它碰到了原子中的电子B．α粒子在凑近原子核时，库仑斥力对它做负功，它的动能转变成电势能C．α粒子距离原子核近来时，加速度必然等于零，此时系统总能量最大D．卢瑟福依照α粒子散射实验现象，否定了汤姆孙的原子模型，提出原子核式结构模型答案BD剖析由于电子质量远小于α粒子质量，所以大多数α粒子沿直线运动，A 错；α粒子距原子核近来时，加速度最大，电势能最大，总能量不变，C错。
3．关于α粒子的散射实验讲解有以下几种说法，其中错误的选项是() A．从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小B．极少许α粒子发生大角度的散射的事实，表示原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在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，表示原子中正电荷是均匀分布的答案D剖析明确α粒子散射实验现象的内容以及造成这种现象的原因，正确利用物体受力和运动的关系判断。
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。
极少许α粒子发生大角度的散射的事实，表示原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在，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。
【人教版】2020高中物理 第十八章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型课时作业 新人教版选修3-5
第十八章第二节原子的核式结构模型基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．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 )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：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区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹。
2．在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是( B )A．正电荷在原子中是均匀分布的B．原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C．原子中存在带负电的电子D．原子核中有中子存在解析：α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域，才有可能出现α粒子的大角度散射，选项B正确。
3．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型……如图所示，都采用了类比推理的方法，下列事实中，主要采用类比推理的是( C )A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波解析：质点的模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略的摆的等时性是通过自然现象发现的；库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律是用类比推理；托马斯·杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的。
4．α粒子散射实验中，当α粒子最靠近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( AD ) A ．动能最小 B ．势能最小C ．α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：该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点。
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2 原子的核式结构模型
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我夯基我达标
1.原子结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的（）
A.光电效应实验
B.α粒子散射实验
C.氢原子光谱实验
D.杨氏双缝干涉实验
思路解析：光电效应说明了光的粒子性，氢原子的光谱实验说明原子光谱是不连续的，杨氏双缝干涉实验说明了光的波动性，只有α粒子散射实验说明了原子核的结构.
答案：B
2.在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的（）
A.万有引力
B.库仑力
C.磁场力
D.核力
思路解析：电荷之间的万有引力很弱，可不计；核力是在核子之间的作用力，故B正确. 答案：B
3.下列关于原子结构的说法正确的是（）
A.电子的发现说明了原子内部还有复杂结构
B.α粒子散射实验揭示了原子的核式结构
C.α粒子散射实验中绝大多数都发生了较大偏转
D.α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致
思路解析：电子的发现，证明了原子内部有带正电的物质，α粒子的散射实验说明了原子内部很空，揭示了原子的内部结构.
答案：AB
4.关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）
A.α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变
B.由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷
C.α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很少
D.使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等
思路解析：电子的质量很小，当和α粒子作用时，对α粒子不起作用.A正确.α粒子发生了大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部的质量集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误.
答案：ABC
5.如图18-2-3所示，X表示金原子核，α粒子射向金核时被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可能是图中的（）
图18-2-3
思路解析：离金核越远的α粒子受到的斥力越小.
答案：D
6.在α粒子散射实验中，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.势能最小
C.α粒子与金原子核组成的系统的能量很小
D.所受金原子核的斥力最大
思路解析：该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点.α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.
答案：AD
7.在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（）
A.原子的正电荷和几乎全部质量集中在一个核上
B.原子内部很“空旷”，原子核很小
C.正电荷在原子中是均匀分布的
D.电子对α粒子的作用很强
思路解析：只有原子的正电荷全部集中在一个核上，并且几乎全部质量都集中在这个核上才会使α粒子在很强的库仑力作用下发生大角度偏转，A对.由于只有少数α粒子发生大角度偏转，绝大多数α粒子仍沿原来方向前进，所以可以判断，原子核很小，只有少数α粒子才能正对着它射入而被反射弹回，也可以断定原子内部十分“空旷”，B对.如果正电荷在原子中均匀分布，α粒子射入原子后不会受到很大的库仑力而发生大角度偏转，C错.电子的质量很小，对α粒子的作用十分微弱，几乎不会改变α粒子的运动状态，D错.
答案：AB
我综合我发展
8.在图18-2-4中画出了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（）
图18-2-4
A.a
B.b
C.c
D.d
思路解析：α粒子与金原子核均带正电，相互排斥，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.
答案： BD
9.下列对原子结构的认识中，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，向心力为库仑力
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10-10 m
思路解析：卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆生模型，提出了原子的核式结构学说，并估算出了原子核直径的数量级为10-15 m、原子直径的数量级为10-10 m，原子直径是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的.核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转，所以本题应选D.
答案：D
10.α粒子散射实验结果表明（）
A.原子中绝大部分是空的
B.原子中全部正电荷都集中在原子核上
C.原子内有中子
D.原子的质量几乎全部集中在原子核上
思路解析：在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核.原子核很小，只有少数α粒子穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变，所以本题正确选项为A、B、D.
答案：ABD
11.卢瑟福的原子结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有（）
A.解释α粒子散射中大角度偏转
B.用α粒子散射实验的数据估算出原子核的大小
C.结合经典电磁理论解释原子的稳定性
D.结合经典电磁理论解释氢光谱
思路解析：卢瑟福的原子核式结构学说是在α粒子散射实验基础上建立起来的，它能很好地解释α粒子的大角度散射，并根据散射实验数据估算出原子核的直径大约在10-15m—10-14 m之间，A、B对.根据经典的电磁理论，加速运动的电荷会辐射电磁波，根据卢瑟福的原子核式结构学说，电子在原子核外空间绕原子核高速旋转，这样电子就会不断地辐射能量，最终将落到原子核上.但宇宙中的任何物体都没有因为组成它们的原子的电子落向原子核而“坍塌”.这说明原子是稳定的，这是卢瑟福的核式结构和经典电磁理论解释不了的，Ｃ错.氢原子光谱是分立的，而电子绕原子核旋转辐射的电磁波应该是连续的，这表明卢瑟福的核式结构学说和经典电磁理论不能解释氢原子光谱，D错.
答案：AB。