PAGE5-課時分層作業(yè)(五)原子的核式結(jié)構(gòu)模型(時間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．對α粒子散射試驗裝置的描述，你認(rèn)為正確的有()A．試驗器材有放射源、金箔、可移動探測器B．金箔的厚度對試驗無影響C．假如不用金箔改用鋁箔，則不會發(fā)生散射現(xiàn)象D．試驗裝置放在空氣中和真空中都可以A[若金箔的厚度過大，α粒子穿過金箔時必定受較大的阻礙而影響試驗效果，B錯．若改用鋁箔，鋁核的質(zhì)量仍遠大于α粒子的質(zhì)量，散射現(xiàn)象仍能發(fā)生，C錯．若放置在空氣中，空氣中的塵埃對α粒子的運動會產(chǎn)生影響，故D錯．]2．(多選)在α粒子穿過金箔發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的過程中，下列說法正確的是()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粒子始終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粒子始終受到庫侖斥力，速度先減小后增大BD[α粒子與金原子核帶同種電荷，兩者相互排斥，故A、C錯誤，B正確；α粒子在靠近金原子核時斥力做負(fù)功，速度減小，遠離時斥力做正功，速度增大，二者組成的系統(tǒng)能量不變，故D正確．]3．關(guān)于α粒子散射試驗，下列說法中正確的是()A．絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過金箔后，發(fā)生了角度很大的偏轉(zhuǎn)B．α粒子在接近原子核的過程中，動能增加C．α粒子離開原子核的過程中，電勢能增加D．對α粒子散射試驗的數(shù)據(jù)進行分析，可以估算出原子核的大小D[由于原子核占整個原子很小的一部分，非常接近原子核的α粒子很少，所以絕大多數(shù)α粒子幾乎不偏轉(zhuǎn)，A錯誤；由α粒子散射試驗數(shù)據(jù)，盧瑟福估算出了原子核的大小，D正確；α粒子接近原子核的過程中，克服庫侖力做功，所以動能減小，電勢能增大，遠離原子核時，庫侖力做正功，動能增大，電勢能減小，B、C錯誤．]4．(多選)α粒子散射試驗中，當(dāng)α粒子最接近原子核時，α粒子符合下列哪種狀況()A．動能最小B．電勢能最小C．α粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量最小D．所受原子核的斥力最大AD[α粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖力做功，動能削減，電勢能增加．兩者相距最近時，動能最小，電勢能最大，總能量守恒．依據(jù)庫侖定律，距離最近時，斥力最大．故A、D正確．]5．(多選)關(guān)于經(jīng)典電磁理論與原子的核式結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，下列說法正確的是()A．經(jīng)典電磁理論很簡單說明原子的穩(wěn)定性B．經(jīng)典電磁理論無法說明原子的穩(wěn)定性C．依據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞原子核轉(zhuǎn)動時，電子會不斷釋放能量，最終被吸附到原子核上D．依據(jù)經(jīng)典電磁理論，原子光譜應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的BCD[依據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞核運動產(chǎn)生變更的電磁場，向外輻射電磁波，電子轉(zhuǎn)動能量削減，軌道半徑不斷減小，運動頻率不斷變更，因此大量原子發(fā)光的光譜應(yīng)當(dāng)是連續(xù)譜，最終電子落到原子核上，所以A錯誤，B、C、D正確．]6．(多選)如圖所示為α粒子散射試驗中α粒子穿過某一金原子核旁邊時的示意圖，A、B、C三點分別位于兩個等勢面上，則以下說法正確的是()A．α粒子在A處的速度比在B處的速度小B．α粒子在B處的速度最大C．α粒子在A、C處的速度大小相等D．α粒子在B處速度比在C處速度小CD[由能量守恒定律可知，對于A、B、C三點，A、C位于原子核形成的同一等勢面上，電勢能相同，故動能也相同，則A、C兩點速率相同，C正確；由A到B，α粒子克服庫侖力做功，動能減小，電勢能增大，故B點速度最小，D正確，A、B錯誤．]二、非選擇題(14分)7．速度為107m/s的α粒子從很遠的地方飛來，與鋁原子核發(fā)生對心碰撞，若α粒子的質(zhì)量為4m0，鋁核的質(zhì)量為27m0，它們相距最近時，鋁核獲得的動能是原α粒子動能的多少倍？[解析]當(dāng)兩者速度相同時相距最近，由動量守恒，得mαv0＝(mα＋m鋁)v，解得v＝eq\f(mαv0,mα＋m鋁)＝eq\f(4,31)v0所以eq\f(Ek鋁,Ekα)＝eq\f(\f(1,2)m鋁v2,\f(1,2)mαv\o\al(2,0))＝eq\f(108,961).[答案]eq\f(108,961)[實力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．在盧瑟福的α粒子散射試驗中，某一α粒子經(jīng)過某一原子核旁邊時的軌跡如圖所示．圖中P、Q為軌跡上的點，虛線是經(jīng)過P、Q兩點并與軌跡相切的直線，兩虛線將平面分為四個區(qū)域．不考慮其他原子核對α粒子的作用，則關(guān)于該原子核的位置，正確的是()A．肯定在①區(qū)域 B．可能在②區(qū)域C．可能在③區(qū)域 D．肯定在④區(qū)域A[依據(jù)曲線運動的條件可知選項A正確．]2．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，湯姆孫提出“葡萄干面包模型”，盧瑟福提出“行星模型”，分別如圖甲和乙所示．他們都采納了類比推理的方法．下列事實中，主要采納類比推理的是()葡萄干面包模型行星模型甲乙A．人們?yōu)楸阌谔接懳矬w的運動而建立質(zhì)點模型B．伽利略從教堂吊燈的搖擺中發(fā)覺擺的等時性規(guī)律C．庫侖依據(jù)牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律D．托馬斯·楊通過雙縫干涉試驗證明光是一種波C[模型可以幫助我們理解一些無法干脆視察的事物，類比有助于我們更好地相識事物的本質(zhì)．質(zhì)點模型是一種志向化的物理模型，是為探討物體的運動而建立的；伽利略的擺的等時性是通過視察自然現(xiàn)象發(fā)覺的；托馬斯·楊是通過試驗證明光是一種波，是建立在事實的基礎(chǔ)上的．故正確選項為C.]3．(多選)在α粒子散射試驗中，當(dāng)α粒子穿過金箔時，下列理解正確的是()A．與金原子核相距較遠的α粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)B．與金原子核相距較近的α粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C．α粒子與金原子核距離最近時，系統(tǒng)的能量最小D．α粒子與金原子核距離最近時，系統(tǒng)的勢能最大BD[對α粒子散射現(xiàn)象，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說作出了圓滿的說明，并推算了原子核半徑的數(shù)量級為10－15m，只相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一．α粒子穿過金箔時，只有少數(shù)α粒子可能離核較近，金原子核對α粒子的庫侖力較大，使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故A錯誤，B正確；α粒子與金原子核之間的作用力是庫侖力，在α粒子向金原子核靠近時，要克服庫侖力做功，α粒子的動能減小，電勢能增加；在α粒子遠離金原子核時，庫侖力對粒子做功，α粒子的動能增加，電勢能減小．α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)總能量不變，它們距離最近時，系統(tǒng)的勢能最大，故C錯誤，D正確．]4．如圖所示為盧瑟福的α粒子散射試驗，①、②兩條線表示試驗中α粒子運動的軌跡，則沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的運動軌跡為()A．軌跡a B．軌跡bC．軌跡c D．軌跡dA[盧瑟福通過α粒子散射試驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，正電荷全部集中在原子核內(nèi)，α粒子帶正電，同種電荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的運動軌跡為a，因離原子核越近，受到的庫侖斥力越大，則偏轉(zhuǎn)程度越大，故A正確，B、C、D錯誤．]二、非選擇題(本大題共2小題，共26分)5．(12分)如圖所示，M、N為原子核外的兩個等勢面，已知UNM＝100V．一個α粒子以2.5×105m/s從等勢面M上的A點運動到等勢面N上的B點，求α粒子在B點時速度的大?。?已知mα＝6.64×10－27kg)[解析]α粒子在由A到B的過程中，依據(jù)動能定理－2eUNM＝eq\f(1,2)mαv2－eq\f(1,2)mαveq\o\al(2,0)由此得v＝eq\r(v\o\al(2,0)－\f(4eUNM,mα))＝eq\r(2.5×1052－\f(4×1.6×10－19×100,6.64×10－27))m/s＝2.3×105m/s.[答案]2.3×105m/s6．(14分)已知電子質(zhì)量為9.1×10－31kg，帶電荷量為－1.6×10－19C，若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時的軌道半徑為0.53×10－10m，求電子繞核運動的線速度大小、動能、周期和形成的等效電流．[解析]由盧瑟福的原子模型可知：電子繞核做圓周運動所需的向心力由核對電子的庫侖引力來供應(yīng)．依據(jù)eq\f(mv2,r)＝keq\f(e2,r2)，得v＝eeq\r(\f(k,rm))＝1.6×10－19×eq\r(\f(9×109,0.53×10－10×9.1×10－31))m/s≈2.19×106m/s其動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×9.1×10－31×(2.19×106)2J≈2.18×10－18J運動周期T＝eq\f(2πr