浙江专版2018年高中物理第18章原子结构课时跟踪检测二十八原子的核式结构模型新人教版选修3_5

课时跟踪检测（二十八）原子的核式结构模型

一、单项选择题

1．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：选A 若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，B错；若改用铝箔，铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍能发生，C错；若放置在空气中，空气中的尘埃对α粒子的运动会产生影响，故D错。只有A对。

2．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：选D 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，即α粒子散射实验，实验结果显示：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子的偏转角超过90°，有的几乎达到180°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。能正确反映该实验结果的是选项D。

3．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区域；若原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏；若原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹，故应选A。

4．(福建高考)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )

解析：选C α粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A 、D ；α粒子不可能先受到吸引力，再受到排斥力，选项B 错误，C 正确。

二、多项选择题

5．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 ．电势能最小

C ．α粒子与金原子核组成的系统能量最小

D ．所受金原子核的斥力最大

解析：选AD α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减小，电势能增大；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。故A 、D 正确。

6．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )

A ．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力

B ．使α粒子产生偏转的力是库仑力

C ．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进

D ．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子

解析：选BCD 原子核带正电且很小，与α粒子之间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力作用而偏转。绝大多数的α粒子离原子核不太近，沿原来的方向前进，故B 、

C 、

D 正确。

三、非选择题

7．1911年，卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV 的α粒子轰击金箔，α粒子的速度约为__________ m/s 。(质子和中子的质量均为1.67×10

－27 kg,1 MeV ＝1×106 eV)

解析：设α粒子的速度为v ，E k ＝12

mv 2，则v ＝2E k m ＝ 2×1×106×1.6×10

－194×1.67×10

－27 m/s ≈6.9×106

m/s 。 答案：大 6.9×106

8．速度为107 m/s 的α粒子从很远的地方飞来，与铝原子核发生对心碰撞，若α粒

子的质量为4m 0，铝核的质量为27m 0，它们相距最近时，铝核获得的动能是原α粒子动能的多少？

解析：当两者速度相同时相距最近，由动量守恒，得

m αv 0＝(m α＋m 铝)v

解得v ＝m αv 0m α＋m 铝＝431v 0，所以E k 铝E k α＝12m 铝v 2

12

m αv 02＝108961。 答案：108961

9．1911年前后，物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，获得惊人的发现。试由此实验并根据下面所给的公式或数据估算金原子核的大小。

点电荷的电势φ＝kQ R ，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2。金原子序数为79，α粒子的质量m α＝

6.64×10－27 kg ，质子的质量m p ＝1.67×10

－27 kg ，α粒子的速度v α＝1.60×107 m/s ，电子电荷量e ＝1.60×10－19 C 。

解析：设α粒子接近金原子核时最近的距离为R ，则R 可认为是金原子核的半径。

由动能定理得12

m αv α2＝q αφ 又φ＝kQ R ，Q 为金原子核电荷量，则R ＝2q αkQ m αv α2 其中q α＝2e ，Q ＝79e ，代入上式及已知数据可得

R ＝4ek ·79e m αv α2≈4×10－14 m V ＝43πR 3≈2.68×10－40 m 3。

答案：2.68×10－40 m 3