1、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(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1在卢瑟福的 粒子散射实验中，某一 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 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可能在区域 B可能在区域C可能在区域 D可能在区域解析： 粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的 粒子产生斥力，故原子核不会在区域；如原子核在、区域， 粒子会向区域偏；如原子核在区域，可能会出现题图所示的轨迹。2在卢瑟福进行的
2、 粒子散射实验中，少数 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： 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 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 )2A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
3、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 粒子散射实验中，当 粒子最靠近原子核时， 粒子符合下列哪种情况( AD )A动能最小B势能最小C 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。 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
4、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 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 粒子打在荧光屏上形成的D荧光屏只有正对 粒子源发出的射线方向上才有闪光解析：本题考查 粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解 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 UNM100V。一个 粒子以2.5105m/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 粒子在 B 点时速度的大小。(已知 m 6.6
5、410 27 kg)解析： 粒子从 A 点运动到 B 点，库仑力做的功WAB qUMN qUNM，由动能定理 WAB mv mv ，故 vB12 2B 12 2A v2A 2qUNMm3 m/s2.521010 221.610 191006.6410 272.310 5m/s答案：2.310 5m/s能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)1如图为 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
6、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 粒子散射实验的现象，绝大多数 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 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 20152016 学年高二下学期期中)在 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 粒子一直受到金原子核的斥力作用B 粒子的动能不断减小C 粒子的电势能不断增大D 粒子发生散射，是与电子碰撞的结果解析：在
7、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， 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 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： 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，4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 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 粒子散射图景，图中实线表示 粒子运动轨迹。其中一个 粒子在从 a 运动到 b、再运
8、动到 c 的过程中， 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 粒子散射实验中发现了电子B 粒子出现较大角度偏转的原因是 粒子运动到 b 时受到的库仑斥力较大C 粒子从 a 到 c 的运动过程中电势能先减小后变大D 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； 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； 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
9、所示，则电子在该轨道上运动的加速度大小为_ _，假设核外电子绕核运动可等效为一环形电流，则这一ke2mr2等效电流的值为_ _，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e22 r kmr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：k ma ae2r2 ke2mr2设电子运动周期为 T，则 k m re2r2 4 2T2电子绕核的等效电流： I Qt eT e22 r kmr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5大，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 粒子
10、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 m ，金原子核质量 mAu49 m 。求：17300(1) 粒子与电子碰撞后的速度变化；(2) 粒子与金原子核碰撞后的速度变化。答案：(1)2.710 4 v0 (2)1.96 v0解析： 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 m v0 m v1 mv2由能量守恒 m v m v1 2 mv2 212 20 12 12解得 v1 v0m mm m速度变化 v v1 v0 v02mm m(1)与电子碰撞，将 me m 代入得17300 v12.710 4 v0(2)与金原子核碰撞，将 mAu49 m 代入得 v21.96 v0
