第2节 原子的核式结构模型
[随堂巩固]
1．(α粒子散射实验)(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是
A．该实验在真空环境中进行
B．带有荧光屏的放大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 由α粒子散射实验装置及其作用可知，选项A，B，C正确；对于D项，考虑到有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D错误。
答案 ABC
2．(α粒子散射实验)如图所示，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，其偏转轨道可能是图中的
解析 α粒子离金核越远，其所受斥力越小，轨道弯曲的程度就越小，故D正确。
答案 D
3．(原子的核式结构)(多选)下列对原子的核式结构的认识中，正确的是
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小
B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里
D．原子核的直径大约是10－10 m
解析 原子由位于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力，由此可判定B，C正确；根据α粒子散射实验知原子核半径数量级为10－15 m，而原子半径的数量级为10－10 m，故A正确，D错误。
答案 ABC
4．(α粒子散射实验中的力学问题)(多选)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18－2－7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
图18－2－7
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，选项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，选项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，电势能先变大后变小，选项C错误，D正确，
答案 BD
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题组一 α粒子散射实验及原子的核式结构模型
1．对卢瑟福α粒子散射实验的解释错误的是
A．使α粒子产生偏转的主要力是原子中电子对α粒子的作用力
B．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力
C．原子核很小，α粒子接近它的机会很少，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 使α粒子产生偏转的主要是库仑力，电子对α粒子的作用力可以忽略，A错，B对；α粒子离原子核越近，受到的库仑力越大，偏转角度越大，原子核很小，所以靠近原子核的α粒子少，绝大多数α粒子仍按原来的方向前进，少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力较大，因而产生大角度偏转，C、D对；因此选A。
答案 A
2．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1/7 300，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粒尘埃一样，故正确答案为C。
答案 C
3．如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的轨迹，其中可能正确的是
解析 在α粒子散射实验中，α粒子十分接近原子核穿过时，受到很大的库仑力作用，偏转角度很大，可知只有A项正确。
答案 A
4．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析提出
A．原子核式结构模型
B．原子核内有中子存在
C．电子是原子的组成部分
D．原子核是由质子和中子组成的
解析 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析提出原子的核式结构模型，并非说明电子是原子的组成部分，也没有证明原子核的组成，故正确选项为A。
答案 A
5．卢瑟福利用镭源所放出的α粒子，作为炮弹去轰击金箔原子，测量散射α粒子的偏转情况，下列叙述中符合卢瑟福的α粒子散射实验事实的是
图18－2－8
A．大多数α粒子在穿过金箔后发生明显的偏转
B．少数α粒子在穿过金箔后几乎没有偏转
C．大多数α粒子在撞到金箔时被弹回
D．极个别α粒子在撞到金箔时被弹回
解析 根据α粒子散射实验规律，易判定只有D符合实验事实。
答案 D
6．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重大发现。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．证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正确，A、B错误，玻尔发现了电子轨道量子化，D错误。
答案 C
7．如图18－2－9所示，关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型和卢瑟福提出行星模型时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
图18－2－9
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 由两个不同事物在某一性质上类似而推得它们在其他性质上也可能相同或相似的推理方法就是类比推理法。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，故A错误；伽利略的摆的等时性是通过观察自然现象发现的，故B错误；万有引力定律F万＝，库仑定律F电＝，比较发现具有相同特点，故C正确；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，故D错误。
答案 C
题组二 α粒子散射实验中的力学问题
8．(多选)如图18－2－10所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金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，则以下说法正确的是
图18－2－10
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处的速度大小相等
D．α粒子在B处速度比在C处速度小
解析 由能量守恒定律可知，对于A、B、C三点，A、C位于原子核形成的同一等势面上，电势能相同，故动能也相同，则A、C两点速率相同，故C正确；由A到B，α粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故B点速度最小，D正确，A、B错误。
答案 CD
9．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图18－2－11所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成电场的等势面。设α粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、vc，则其关系为
图18－2－11
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
10．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某α粒子经过某原子核附近时的轨迹如图18－2－12中实线所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线，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
图18－2－12
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，如果原子核在②、③区，α粒子会向①区偏；如果原子核在①区，可能会出现如题图所示的轨迹，故应选A。
答案 A
11．卢瑟福提出的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核。如果把原子看成半径为1 000 m的大球，请你估算原子核半径的大小。
解析 由α粒子散射实验测出原子核的半径约为10－15 m，而原子的半径约为10－10 m，原子核的半径与原子的半径之比为，由此知原子核的半径r核＝ m＝1.0×10－2 m＝1 cm。
答案 1 cm
12．如图18－2－13所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知UNM＝100 V。一个α粒子以2.5×105 m/s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＝6.64×10－27 kg)
图18－2－13
解析 α粒子在由A到B的过程中，满足－2eUNM＝mαv2－mαv
由此得v＝＝
m/s
＝2.3×105 m/s。
答案 2.3×105 m/s
课件25张PPT。第2节 原子的核式结构模型[学习目标]
1．知道汤姆孙的原子结构模型。
2．了解α粒子散射实验的原理、现象和结论。
3．知道卢瑟福的原子核式结构内容和意义。
4．知道原子和原子核大小的数量级以及原子核的电荷数和核外电子数的关系。
5．领会卢瑟福原子核式结构实验的科学方法，培养学生的抽象思维能力和想象力。西瓜 枣糕 正电荷 正电荷 4倍 轰击 不同方向 α粒子 绝大多数 少数 大于 撞了回来 全部质量 外面 原子核 电荷数 电子数 原子序数 10－15 10－10 √ × × √ × √ [答案] AD答案 D [答案] AD答案 B本讲结束
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