全国通用版2018-2019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
18.2原子的核式结构模型
1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实 验室，成为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式模型，为原子结构的研 究做出很大的贡献。 1898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。 1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。 1919年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许实验室主任。 1925年当选为英国皇家学会主席。1931年受封为纳尔逊男爵。 1937年10月19日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年66岁。
第十八章
原子结构
第2节 原子的核式结构模型
历史回顾
电子是原子的组成部分， 由于电子是带负电的，而原子 又是中性的，因此推断出原子 中还有带正电的物质，几乎占 有原子的全部质量。 me=9.109×10-31Kg e=1.602×10-19C
J.J.汤姆孙，1857-1940，英国 物理学家，电子的发现者。
放射源——放射性元素钋（Po）放出α 粒子，α 粒子是氦核，带2e正电荷， 质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。 金 箔——作为靶子，厚度1μ m, 重叠了3000层左右的金原子。 荧光屏——α 粒子打在上面发出闪光。 显微镜——通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度α 粒子的 到达情况。
α粒子散射实验
实验现象
绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原
来方向前进，
少数α 粒子（约占8000分之一）发 生了较大的偏转， 极少数α 粒子的偏转超过了90°， 有的甚至几乎被撞了回来。
α粒子散射实验
3.实验分析 卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇， 他说：“这是我一生中从未有的最难以置信的 事，它好比你对一张纸开枪，结果子弹被弹回 来而打到自己身上。。。。。”
思考：为什么会这样说？汤姆逊 枣糕原子模型能否解释这种现象？
山东省高中物理第十八章原子结构第2节原子的核式结构模型讲义(含解析)新人教版
第2节原子的核式结构模型1.α粒子散射实验结果：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粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。
2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎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核旋转。
3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15 m。
一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于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。
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
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。
二、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，含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．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
5．实验意义卢瑟福通过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。
三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2．原子核的电荷与尺度1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型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。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。
(×)(3)α粒子散射实验证实了汤姆孙的枣糕式原子模型。
达标作业 二、原子的核式结构模型
第十八章原子结构二. 原子的核式结构模型1．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型。
能大致反映α粒子散射特点的是图（）A．B．C．D．2．以下说法符合物理史实的是（）A．牛顿发现了万有引力定律，并且用扭秤装置测出了引力常量B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型C．法拉第发现的电流磁效应将电与磁紧密地联系在了一起D．爱因斯坦发现的光电效应现象说明了光具有波粒二象性3．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4．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( ) 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5．如图所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知U NM＝100V。
一个α粒子以2.5×105m/s 的速率从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点，求α粒子在B点时速度的大小。
(已知mα＝6.64×10－27kg)参考答案1.答案：B解析：根据α粒子散射实验，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型；他认为：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，原子中的大部分空间都是空的，所以大多数的α粒子都能穿过原子的空间，只有少数运动轨迹靠近原子核的α粒子，才出现较大角度的偏转。
由此，结合α粒子散射实验的特点可知，AD 错误；C 选项的α粒子都没有穿过原子核而发生偏转，与题意不符，C 错误，B 选项符合题意。
2.答案：B解析：牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤装置测出了引力常量，选项A 错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项B 正确；奥斯特发现的电流磁效应将电与磁紧密地联系在了一起，选项C 错误；爱因斯坦发现的光电效应现象说明了光具有粒子性，选项D 错误；故选B.3．答案：D解析：α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，A 项错误。
原子的核式结构模型(yong)
• 桃李满天下
在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手 有多人获得了诺贝尔奖金： • 1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化 学奖； • 1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔 化学奖； • 1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物 理奖； • 1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔 物理奖； • 1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝 尔物理奖； • 1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝 尔物理奖； • 1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦 耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖； • 1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔 物理奖。
第十八章
原子结构
18.2 原子的核式结构模型
汤姆生的原子模型 子是原子的组成部分．由于电子是带负电的， 而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带 正电的物质．那么这两种物质是怎样构成原子 的呢？ 了汤 枣姆 糕生 模提 型出
汤姆孙
杰出贡献:1897年发现电子(荣获1906年诺贝尔物理奖)
一、汤姆生的原子模型 在汤姆生的原子模 型中，原子是一个球 体；正电核均匀分布 在整个球内，而电子 都象枣核那样镶嵌在 原子里面．
Байду номын сангаас
四.原子核的电荷与尺度 根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实 验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷 数，还可以估计出原子核的大小。 （1）原子的半径约为10-10m、原子核半径约是 10-15m，原子核的体积只占原子的体积的万亿 分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该 元素在周期表内的原子序数相等。
核式结构模型示意图
v 电子
F
库仑力
原子核
• 科学成就
1、他关于放射性的研究确立了放 射性是发自原子内部的变化。为开 辟原子物理学做了开创性的工作。 2、1909年起，卢瑟福根据a粒子 散射试验现象提出原子核式结构模 型。把原子结构的研究引上了正确 的轨道，被誉为原子物理学之父。 3、1919年，卢瑟福做了用α粒 子轰击氮核的实验，从而发现了质 子。 4、用粒子或γ射线轰击原子核来 引起核反应实现人工核反应，成为 人们研究原子核和应用核技术的重 要手段。
高中物理 第十八章 2原子的核式结构模型教案 新人教版选修3-5
原子的核式结构模型（一）知识与技能1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。
2．知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。
（二）过程与方法1．通过对α粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。
2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。
3．了解研究微观现象。
（三）情感、态度与价值观1．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。
2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。
★教学重点1．引导学生小组自主思考讨论在于对α粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构；2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法；★教学难点引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。
学生活动：师生共同得出汤姆生的原子葡萄干布丁模型。
点评：用动画展示原子葡萄干布丁模型。
（二）进行新课1．α粒子散射实验原理、装置（1）α粒子散射实验原理：汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢？原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。
而α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。
它还可以使荧光屏物质发光。
如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。
2019年高中物理第十八章原子结构第1节第2节原子的核式结构模型电子的发现课件新人教版选修3_5
得出结论：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 e 的 整数倍．
答案：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 e 的整数 倍
对 α 粒子散射实验的理解 1．装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图所示．
2．现象 (1)绝大多数的 α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进． (2)少数 α 粒子发生较大的偏转． (3)极少数 α 粒子偏转角度超过 90° ，有的几乎达到 180° . 3．注意事项 (1)整个实验过程在真空中进行． (2)α 粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α 粒子才 能穿过． 4．汤姆孙的原子模型不能解释 α 粒子大角度散射的实验结果．
做一做
关于原子结构，汤姆孙提出“葡萄干蛋糕模型”、 )
卢瑟福提出“行星模型”，如图甲和乙所示，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(
A．人们为便于研究物体的运动而建立质点模型 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
电子比荷的测定 1910 年美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”，简练而 又精确地测定了电子的电荷量．更重要的是密立根实验发现电 荷是量子化的， 即任何电荷的电荷量只能是元电荷 e 的整数倍， 并求得了元电荷即电子所带的电荷量 e.
密立根实验的原理 (1)如图所示， 两块平行放置的水平金属板 A、 B 与电源相连接， 使 A 板带正电，B 板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上 面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中．
(1)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁
(2)组成阴极射线的粒子是电子．( √ ) (3)电子是原子的组成部分， 电子电荷量可以取任意数值． ( × ) (4)α 粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的． ( × ) (5)α 粒子散射实验中大多数 α 粒子发生了大角度偏转或反弹． ( × ) (6)α 粒子大角度的偏转是电子造成的．( × )
人教版高中物理选修3-5第18章 第二节 原子的核式结构模型(教学设计)
人教版高中物理选修3-5第18章第二节原子的核式结构一、教学任务分析电子的发现、α粒子散射实验、原子的核式结构模型的提出，这些都是人类探求物质微观结构的认识过程的起点，其中涉及到的实验、逻辑推理方法也都是人类认识自然规律的典型的科学方法。
因此这些内容不仅是本章的核心内容，而且也为后面继续学习人类对微观世界认知过程打下重要的思维与方法的基础。
学习本节内容需要以库仑定律、带电粒子在电场磁场中的运动等电、磁场知识为基础。
从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手，通过实验现象分析得到阴极射线是由电子组成的，揭示了原子是可分的。
介绍卢瑟福α粒子散射实验，通过分析实验结果，对汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”提出质疑，在此基础上介绍卢瑟福提出的核式结构模型，。
并运用该模型解释α粒子散射实验结果。
在介绍卢瑟福α粒子散射实验的实验设计思想时，使学生了解研究微观世界的一种重要有效的方法与手段是利用其他的高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
从而使学生理解人类是如何在实验的基础上认识原子结构；怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。
在介绍卢瑟福核式结构模型时，可通过比较该模型、汤姆孙的原子模型与实验结论的相互印证关系，使学生感受到物理模型是一种高度抽象的理想客体和形态；物理学的研究通常需通过提出假设、建立物理模型、实验验证等几个过程；物理学的发展过程，可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
这些认识都将提高学生的科学意识与科学品质。
二、教学目标1．知识与技能（1）知道卢瑟福α粒子散射实验。
（2）知道原子的核式结构模型。
（3）理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。
2．过程与方法（1）通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果，感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。
（2）通过了解人类探索认识原子结构的历史，认识人类通过收集、处理和分析微观现象所发出的各种信息，来认识不能直接感知的微观世界的认知手段与方法。
2018-2019高二人教版物理选修3-5课件：第18章 原子结构 18.3
(4)应用:由于每种原子都有自己的_特__征__谱__线__,可以利 用它来鉴别物质和确定物质的_组__成__成__分__。这种方法称 为光谱分析,它的优点是_灵__敏__度__高,样本中一种元素的 含量达到_1_0_-_10_g_时就可以被检测到。
2.氢原子光谱的实验规律与经典电磁理论的困难: (1)氢原子光谱的实验规律: ①许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此 光谱研究是探索_原__子__结__构__的一条重要途径。
②氢原子光谱的实验规律满足
巴耳末公式:
1
R(212
1 n2
)(n=3,4,5…)
式中R为_里__德__伯__常量,R=1.10×107m-1,n取整数。
③巴耳末公式的意义:以简洁的形式反映了氢原子的
_线__状__光谱,即辐射波长的_分__立__特征。
(2)经典理论的困难: ①经典电磁理论无法解释原子核外的电子高速绕核转 动而又_不__辐__射__电磁波而处于稳定状态。 ②经典电磁理论无法解释原子光谱的_分__立__特征。
3.(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是 ( ) A.氢原子的发射光谱是连续谱 B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
【解析】选B、C。原子的发射光谱是原子跃迁时形成 的,由于原子的能级是分立的,所以氢原子的发射光谱 不是连续谱,原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁 时的能级差,故氢原子只能发出特定频率的光,综上所 述,选项A、D错,B、C对。
【解题指南】(1)掌握原子的核式结构中电子的运动规 律。 (2)正确理解经典电磁理论与事实不符的事实。
【解析】选B、C。根据经典电磁理论,电子在绕核做加 速运动的过程中,要向外辐射电磁波,因此能量要减少, 电子的轨道半径要减小,最终会落到原子核上,因而原 子是不稳定的。电子在转动过程中,随着转动半径不断 减小,转动频率不断增大,辐射电磁波的频率不断变化, 因而大量原子发光的光谱应该是连续谱。事实上,原子 是稳定的,原子光谱也不是连续谱,而是线状谱,故A错,
高中物理人教版教学案：第十八章 第2节 原子的核式结构模型
第2节原子的核式结构模型1．α粒子散射实验结果：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粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。
2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎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核旋转。
3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15m。
一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于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。
图1821汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
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。
二、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，含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．实验装置图18224．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
5．实验意义：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。
三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2．原子核的电荷与尺度1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型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。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。
第二章 第2节 原子的核式结构模型
第2节原子的核式结构模型一、α粒子散射实验1．汤姆孙的原子模型(如图)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。
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
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。
2．α粒子散射实验(1)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)实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进。
少数α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°。
(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。
二、卢瑟福的核式结构模型1．1911年由卢瑟福提出：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。
3．原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为10－15_m。
而整个原子的半径的数量级是10－10_m，两者相差十万倍之多。
可见原子内部是十分“空旷”的。
三、经典理论的困难卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验，但是，经典的物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子发光频谱的分立特征。
1．判断：(1)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹。
()(2)卢瑟福否定了汤姆孙模型，建立了原子核式结构模型。
()(3)α粒子大角度的偏转是电子造成的。
()答案：(1)×(2)√(3)×2．思考：α粒子散射实验中用的金箔大约1 μm厚，1 μm厚的金箔大约有33 00层原子，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，这说明了什么？提示：金箔的厚度相当于几千层金原子的厚度，而绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，说明原子中的绝大部分是空的。
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1
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 )
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2
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。α
粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，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。
5．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( ABC )
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动
C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的
D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
解析：本题考查α粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解α粒子散射实验基础
上，才能找出错误选项。
二、非选择题
6．如图所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知UNM＝100V。一个α粒子以2.5×105m/s
的速率从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点，求α粒子在B点时速度的大小。(已
知mα＝6.64×10－27kg)
解析：α粒子从A点运动到B点，库仑力做的功
WAB＝qUMN＝－qU
NM
，
由动能定理WAB＝12mv2B－12mv2A ，故vB＝v2A－2qUNMm
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3
＝2.52×1010－2×2×1.6×10－19×1006.64×10－27m/s
≈2.3×105m/s
答案：2.3×105m/s
能力提升
一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)1．如图为α粒子散射实验装置的示意图，
荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说
法不正确的是( C )
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
解析：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
观察到的闪光会逐渐减少，因此B、D正确，C错误。
2．(河北冀州中学2015～2016学年高二下学期期中)在α粒子穿过金箔发生大角度散
射的过程中，下列说法正确的是( A )
A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用
B．α粒子的动能不断减小
C．α粒子的电势能不断增大
D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果
解析：在α粒子穿过金箔的过程中，一直受到金原子核的库仑斥力作用，α粒子的动
能先减小后增大，电势能先增大后减小。综上所述本题选A。
3．卢瑟福α粒子散射实验的结果( C )
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：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，
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数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子。
4．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结
构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。其中一个α粒子在从a运动
到b、再运动到c的过程中，α粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是( BD )
A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大
C．α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大
D．α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小
解析：汤姆孙对阴极射线的探究发现了电子，A错误；α粒子出现大角度偏转的原因是
靠近原子核时受到较大的库仑斥
力作用B正确；α粒子从a到c受到的库仑力先增大后减小，加速度先变大后变小，
电势能先增大后变小，C错误，D正确。
二、非选择题
5．氢原子核外电子质量为m，绕核运动的半径为r，绕行方向如图所示，则电子在该轨
道上运动的加速度大小为__ke2mr2__，假设核外电子绕核运动可等效为一环形电流，则这一等
效电流的值为__e22πrkmr__，若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸
面向里，则电子绕核运动的轨道半径将__减小__。(填“增大”或“减小”)
解析：根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力。可知：
ke2r2＝ma ∴a
＝ke2mr2
设电子运动周期为T，则ke2r2＝m4π2T2r
电子绕核的等效电流：I＝Qt＝eT＝e22πrkmr
若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电子的向心力增大，
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将做向心运动，所以电子绕核运动的轨道半径将减小。
6．假设α粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量me＝17300mα，
金原子核质量mAu＝49mα。求：
(1)α粒子与电子碰撞后的速度变化；
(2)α粒子与金原子核碰撞后的速度变化。
答案：(1)－2.7×10－4v0 (2)－1.96v0
解析：α粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒，
由动量守恒mαv0＝mαv1′＋mv2′
由能量守恒12mαv20＝12mαv1′2＋12mv2′2
解得v1′＝mα－mmα＋mv0
速度变化Δv＝v1′－v0＝－2mmα＋mv0
(1)与电子碰撞，将me＝17300mα代入得
Δv1≈－2.7×10－4v0
(2)与金原子核碰撞，将mAu＝49mα代入得
Δv2＝－1.96v0