高中物理人教版选修3-5假期作业：18.2 原子的核式结构模型假期作业（十）+Word版含解析

假期作业(十)

1．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α粒子都发生了较大偏转
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
【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，揭示了原子的核式结构．故正确答案为B.
【答案】　B
2．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．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．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错；玻尔发现了电子轨道量子化，D错．
【答案】　C
3．卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为(　　)
A．α粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略
B．α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零
C．电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子
D．电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略
【解析】　α粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生明显的改变，所以α粒子和电子的碰撞可以忽略．A、B、C错，D正确．
【答案】　D
4．当α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用
B．α粒子一直受到原子核的斥力作用
C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用
D．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小
【解析】　α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，同理当α粒子远离金原子时斥力做正功，速度增大，故D错误．
【答案】　B
5．(多选)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】　原子核带正电，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．
【答案】　BCD
6．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】　D
7. (·鄂尔多斯检测)关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是(　　)
A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转
B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少
C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大
D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小
【解析】　由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转．从α粒子散射实验数据可以估计出原子核的大小约为10－15m.由此可知A错，D正确；用极端法，设α粒子向金核射去，如图所示．可知α粒子接近原子核时，电场力做负功，所以其动能减少，电势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做正功，其动能增加，电势能减少，所以选项B、C都错．
【答案】　D
8．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18-2-6甲、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(　　)
　　　　　　甲：枣糕模型　　　　　　乙：行星模型
图18-2-6
A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型
B．伽俐略从教学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明光是一种波
【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；伽俐略摆的等时性是通过自然现象发现的；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．
【答案】　C

图18-2-7
9．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图18-2-7所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成的电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、vc，则其关系为(　　)
A．vaC．vb【解析】　α粒子和原子核都带正电，相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，va>vb.当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vc>vb.又因为从a到c的整个过程中电场力对α粒子做正功，故vava>vb，选项C正确．
【答案】　C
图18-2-8
10．(·广州高二检测)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18-2-8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】　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，故应选A.
【答案】　A
11．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＝mω2r，所以ω＝；
其运动周期为T＝＝，
其等效电流I＝＝.
【答案】　　
12．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2.0×107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79.求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Ep＝k，r为距点电荷的距离．α粒子质量为6.64×10－27 kg)．
【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mv2＝k.
d＝＝m
≈2.7×10－14m.
【答案】　2.7×10－14m