1、學(xué)案1電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義學(xué)案2原子模型的提出學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.知道陰極射線的組成，電子是原子的組成部分.2.了解湯姆生發(fā)現(xiàn)電子的研究方法及蘊(yùn)含的科學(xué)思想.3.了解粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.4.知道盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容.5.知道原子和原子核大小的數(shù)量級(jí)，原子的組成及帶電情況1電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力(1)電場(chǎng)力FqE，正電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)E方向相同，負(fù)電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)E方向相反(2)洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力FqvB，其方向可用左手定則判斷2關(guān)于陰極射線的爭(zhēng)論圖1如圖1所示，將陰極射線管的陰極和陽(yáng)極接上高壓電源后，用真空泵逐漸抽去管內(nèi)的空氣，管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)

2、生氣體放電現(xiàn)象，并發(fā)出光來(lái)，當(dāng)氣壓降得很低時(shí)，管內(nèi)變暗，不再發(fā)光，但此時(shí)由陰極發(fā)射出的射線，能使熒光物質(zhì)發(fā)光3湯姆生對(duì)陰極射線本質(zhì)的探究結(jié)論：湯姆生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，陰極射線是一種帶負(fù)電的質(zhì)量很小的粒子，物理學(xué)中稱(chēng)為電子，電子是原子的組成部分4粒子散射實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，有的粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，極少數(shù)粒子甚至被反彈回來(lái)5盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型核式結(jié)構(gòu)模型：原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子核集中了全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量；帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)6原子核的電荷和尺寸(1)原子核電荷數(shù)非常接近于它們的原子序數(shù)，與核外電子數(shù)相

3、等(2)對(duì)于一般原子核，核半徑的數(shù)量級(jí)為1015 m，而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是1010 m.一、對(duì)陰極射線及電子比荷的研究問(wèn)題設(shè)計(jì)如圖2所示為測(cè)定陰極射線粒子比荷的裝置，從陰極K發(fā)出的陰極射線通過(guò)一對(duì)平行金屬板D1、D2間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)圖2(1)在D1、D2間加電場(chǎng)后射線偏到P2，則由電場(chǎng)方向知，該射線帶什么電？(2)再在D1、D2間加一磁場(chǎng)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)垂直，讓射線恰好不偏轉(zhuǎn)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則電子的速度多大？(3)撤去電場(chǎng)，只保留磁場(chǎng)，使射線在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，若測(cè)出軌道半徑為r，則粒子的比荷是多大？答案(1)負(fù)電(2)粒子受兩個(gè)力作用：電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力，兩個(gè)力平衡，即有q

4、EqvB，得：v(3)根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力：qvBm，得出：.又v，則.測(cè)出E、B、r即可求出比荷.要點(diǎn)提煉1讓陰極射線通過(guò)一對(duì)平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，證明它是帶負(fù)電的粒子流2當(dāng)板間加電場(chǎng)時(shí)，電子在板間做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)3當(dāng)既加電場(chǎng)又加磁場(chǎng)時(shí)，射線不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡 4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)：巧妙利用電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，確定了陰極射線的速度，并測(cè)量出粒子的比荷5改變陰極材料時(shí)，測(cè)得的比荷也相同，這表明這種粒子是多種材料的共同成份二、粒子散射實(shí)驗(yàn)及原子核式結(jié)構(gòu)模型問(wèn)題設(shè)計(jì)閱讀課本“粒子散射實(shí)驗(yàn)”，說(shuō)明：(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由幾部分組成？實(shí)驗(yàn)過(guò)程是怎樣的？(2)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模

5、型對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)是如何解釋的？答案(1)實(shí)驗(yàn)裝置：放射源：釙放在帶小孔的鉛盒中，放射出高能粒子，帶兩個(gè)單位的正電，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍金箔：特點(diǎn)是金原子的質(zhì)量大，且易延展成很薄的箔放大鏡：能繞金箔在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)熒光屏：熒光屏裝在放大鏡上整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在真空中進(jìn)行金箔很薄，粒子(He)很容易穿過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：粒子經(jīng)過(guò)一條細(xì)通道，形成一束射線，打在很薄的金箔上，由于金原子中的帶電粒子對(duì)粒子有庫(kù)侖力作用，一些粒子會(huì)改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向帶有放大鏡的熒光屏可以沿圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng)，以統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的粒子的數(shù)目(2)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋(如圖所示)：由于原子核很小，大部分粒子穿過(guò)金箔時(shí)都離核很

6、遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運(yùn)動(dòng)幾乎不受影響；只有極少數(shù)粒子從原子核附近飛過(guò)，明顯地受到原子核的庫(kù)侖斥力而發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)要點(diǎn)提煉1粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果(1)絕大多數(shù)的粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)的方向前進(jìn)；(2)少數(shù)粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)；(3)有少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，甚至有極少數(shù)粒子被反彈回來(lái)2核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福依據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原子核原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)例1如圖3所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，觀察到的現(xiàn)象

7、，下列說(shuō)法中正確的是()圖3A放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光D放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少解析根據(jù)粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù)粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞了回來(lái)”故本題應(yīng)選擇A、B、D.答案ABD例2盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有()A原子的中心有個(gè)核，叫原子核B原子的正電荷均勻分布在整個(gè)原子中C原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里D帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn)解析盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要

8、內(nèi)容是：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)，由此可見(jiàn)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤，A、C、D選項(xiàng)正確答案ACD電子的發(fā)現(xiàn)和原子的核式結(jié)構(gòu)模型1盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的依據(jù)是用粒子轟擊金箔，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)粒子()A全部穿過(guò)或發(fā)生很小偏轉(zhuǎn)B絕大多數(shù)穿過(guò)，只有少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，有的甚至被彈回C絕大多數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回，只有少數(shù)穿過(guò)D全部發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)答案B解析盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果是絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤粒子被散射時(shí)只有少數(shù)發(fā)生了較大角度偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了90，有的甚至被彈

9、回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤2盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示了下列哪些情況()A原子內(nèi)存在電子B原子的大小為1010 mC原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里答案D解析根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，可知A、C錯(cuò)而實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能判定原子的大小為1010 m，B錯(cuò)，故選D.3電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，他測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍，這個(gè)最小電荷量就是電子所帶的電荷量密立

10、根實(shí)驗(yàn)的原理如圖4所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B板帶負(fù)電從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場(chǎng)中，小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場(chǎng)力和重力平衡，已知小油滴靜止處的電場(chǎng)強(qiáng)度是1.92105 N/C，油滴半徑是1.64104 cm，油的密度是0.851 g/cm3，求：油滴所帶的電荷量；這個(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍？(電子電荷量e1.61019 C)圖4答案8.021019 C5解析小油滴的質(zhì)量mVr3由題意知mgEq由兩式可得：q C8.021019 C小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的5倍基礎(chǔ)題1關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)

11、法正確的是()A陰極射線本質(zhì)是氫原子B陰極射線本質(zhì)是電磁波C陰極射線本質(zhì)是電子D陰極射線本質(zhì)是X射線答案C解析陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子，關(guān)于陰極射線是電磁波、X射線都是在研究陰極射線過(guò)程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的2關(guān)于電子的下列說(shuō)法中，正確的是()A發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開(kāi)始的B任何物質(zhì)中均有電子，它是原子的組成部分C電子發(fā)現(xiàn)的意義是：使人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D電子是帶正電的，它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線的切線方向相同答案ABC3關(guān)于盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的內(nèi)容，下列說(shuō)法中正確的是()A原子是一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體B原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)

12、C原子的正電荷全部集中在一個(gè)很小的核內(nèi)D原子核的半徑約為1010m答案BC解析原子由原子核和電子組成，原子核集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，原子半徑數(shù)量級(jí)為1010m，原子核半徑數(shù)量級(jí)為1015m.4粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和粒子的碰撞影響，是因?yàn)?)A粒子與電子根本無(wú)相互作用B粒子受電子作用的合力為零，是因?yàn)殡娮邮蔷鶆蚍植嫉腃粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計(jì)D電子很小，粒子碰撞不到電子答案C解析粒子與電子之間存在著相互作用力，這個(gè)作用力是庫(kù)侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有粒子質(zhì)量的七千三百分之一，碰撞時(shí)對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，故正

13、確選項(xiàng)是C.5盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是粒子散射實(shí)驗(yàn)，在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，大多數(shù)粒子穿越金箔后仍然沿著原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)，其較為合理的解釋是()A粒子穿越金箔時(shí)距離原子核較近B粒子穿越金箔時(shí)距離原子核較遠(yuǎn)C粒子穿越金箔時(shí)沒(méi)有受到原子核的作用力D粒子穿越金箔時(shí)受到原子核與電子的作用力構(gòu)成平衡力答案B解析根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，他認(rèn)為原子的中心有一個(gè)很小的核，聚集了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量大多數(shù)粒子穿越金箔時(shí)距離金原子核較遠(yuǎn)，所以受到原子核的作用力較小，仍然沿著原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)6在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，使少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對(duì)粒子的()A萬(wàn)有引力 B庫(kù)侖

14、力C磁場(chǎng)力 D核力答案B解析金原子核和粒子在距離很近時(shí)，產(chǎn)生較大的庫(kù)侖力而使少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)7如圖所示，X表示金原子核，粒子射向金核被散射，若它們?nèi)肷鋾r(shí)的動(dòng)能相同，其偏轉(zhuǎn)軌道可能是圖中的()答案D解析粒子離金核越遠(yuǎn)其斥力越小，軌道彎曲程度就越小，故選項(xiàng)D正確能力題8關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()A粒子穿過(guò)原子時(shí)，由于粒子的質(zhì)量比電子大得多，電子不可能使粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生明顯的改變B由于絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍按原來(lái)方向前進(jìn)，所以使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是在原子中極小的區(qū)域內(nèi)集中著對(duì)粒子產(chǎn)生庫(kù)侖力的正電荷C粒子穿過(guò)原子時(shí)，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是原子核很小，粒子接近原子核的機(jī)會(huì)很小D使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是粒子穿過(guò)原子時(shí)，原子內(nèi)部?jī)蓚?cè)的正電荷對(duì)粒子的斥力不相等