高中物理 第3章 原子世界探秘 3_2 原子模型的提出學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版選修3-5
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3.2 原子模型的提出 (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.對(duì)α 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的描述,你認(rèn)為正確的有( ) A.實(shí)驗(yàn)器材有放射源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡 B.金箔的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響 C.如果不用金箔改用鋁箔,仍會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象 D.實(shí)驗(yàn)裝置放在空氣中和真空中都可以 E.實(shí)驗(yàn)裝置必須放在真空中 【解析】 若金箔的厚度過大,α粒子穿過金箔時(shí)必然受較大的阻礙而影響實(shí)驗(yàn)效果,B錯(cuò).若改用鋁箔,鋁核的質(zhì)量仍遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量,散射現(xiàn)象仍能發(fā)生,C對(duì).若放置在空氣中,空氣中的塵埃對(duì)α粒子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生影響,故D錯(cuò),E對(duì). 【答案】 ACE 2.當(dāng)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粒子一直受到庫(kù)侖斥力,速度先減小后增大 E.α粒子在靠近原子核的過程中,α粒子和原子核組成的系統(tǒng)能量不變 【解析】 α粒子與金原子核帶同種電荷,兩者相互排斥,故A、C錯(cuò)誤,B正確;α粒子在靠近金原子核時(shí)斥力做負(fù)功,速度減小,遠(yuǎn)離時(shí)斥力做正功,速度增大,二者組成的系統(tǒng)能量不變.故DE正確. 【答案】 BDE 3.關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的內(nèi)容,下列敘述正確的是( ) A.原子是一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體 B.原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi) C.原子的正電荷全部集中在一個(gè)很小的核內(nèi) D.原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-10 m E.原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-15 m 【解析】 根據(jù)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說,可知選項(xiàng)B、C、E正確. 【答案】 BCE 4.關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn),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(dòng)能減少 C.α粒子離開原子核的過程中,電勢(shì)能減少 D.對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以估算出原子核的大小 E.對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以估算出α粒子的大小 【解析】 由于原子核占整個(gè)原子很小的一部分,十分接近核的α粒子很少,所以絕大多數(shù)α粒子幾乎不偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;由α粒子散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),盧瑟福估算出了原子核的大小,D正確,E錯(cuò)誤;α粒子接近原子核的過程中,克服庫(kù)侖力做功,所以動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大,遠(yuǎn)離原子核時(shí),庫(kù)侖力做正功,動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小,B、C正確. 【答案】 BCD 5.如圖323所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子穿過某一金原子核附近時(shí)的示意圖,A、B、C三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等勢(shì)面上,則以下說法正確的是( ) 圖323 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 E.α粒子在A、C兩處的電勢(shì)能相等 【解析】 由能量守恒定律可知,對(duì)于A、B、C三點(diǎn),A、C位于原子核形成的同一等勢(shì)面上,電勢(shì)能相同,故動(dòng)能也相同,則A、C兩點(diǎn)速率相同,C、E正確;由A到B,α粒子克服庫(kù)侖力做功,動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大,故B點(diǎn)速度最小,D正確,A、B錯(cuò)誤. 【答案】 CDE 6.1911年,盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生了________(選填“大”或“小”)角度散射現(xiàn)象,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.若用動(dòng)能為1 MeV的α粒子轟擊金箔,其速度約為________m/s.(質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.6710-27 kg,1 MeV=1106 eV) 【解析】 設(shè)α粒子的速度為v,Ek=mv2,則v== m/s≈6.9106 m/s. 【答案】 大 6.9106 7.如圖324所示,M、N為原子核外的兩個(gè)等勢(shì)面,已知UNM=100 V.一個(gè)α粒子以2.5105 m/s從等勢(shì)面M上的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面N上的B點(diǎn),求α粒子在B點(diǎn)時(shí)速度的大小(已知mα=6.6410-27 kg). 圖324 【導(dǎo)學(xué)號(hào):67080027】 【解析】 α粒子在由A到B的過程中,滿足-2eUNM=mαv2-mαv 由此得v=≈2.3105 m/s. 【答案】 2.3105 m/s 8.速度為107 m/s的α粒子從很遠(yuǎn)的地方飛來,與鋁原子核發(fā)生對(duì)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(shí),鋁核獲得的動(dòng)能是原α粒子動(dòng)能的多少? 【解析】 當(dāng)兩者速度相同時(shí)相距最近,由動(dòng)量守恒,得 mαv0=(mα+m鋁)v解得v==v0 所以==. 【答案】 [能力提升] 9.在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,某一α粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖325中實(shí)線所示.圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn),虛線是過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線,兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域.不考慮其他原子核對(duì)該α粒子的作用,那么該原子核的位置在________區(qū)域. 圖325 【解析】 α粒子帶正電,原子核也帶正電,對(duì)靠近它的α粒子產(chǎn)生斥力,故原子核不會(huì)在④區(qū)域;如原子核在②、③區(qū)域,α粒子會(huì)向①區(qū)域偏;如原子核在①區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)題圖所示的軌跡. 【答案】?、? 10.關(guān)于原子結(jié)構(gòu),湯姆生提出棗糕模型、盧瑟福提出行星模型……如圖326甲、乙所示,都采用了________方法. 甲:棗糕模型 乙:行星模型 圖326 【答案】 類比推理 11.在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大小.現(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0107 m/s的速度去轟擊金箔,若金原子的核電荷數(shù)為79.求α粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Ep=k,r為距點(diǎn)電荷的距離.α粒子質(zhì)量為6.6410-27 kg). 【導(dǎo)學(xué)號(hào):67080028】 【解析】 當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí),α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,達(dá)到最近距離時(shí),動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,設(shè)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d,則mv2=k. d= =m ≈2.710-14m. 【答案】 2.710-14m 12.已知電子質(zhì)量為9.110-31 kg,帶電荷量為-1.610-19 C,若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半徑為0.5310-10 m,求電子繞核運(yùn)動(dòng)的線速度大小、動(dòng)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(yùn)動(dòng)所需的向心力由核對(duì)電子的庫(kù)侖引力來提供. 根據(jù)=k,得 v=e=1.610-19 m/s ≈2.19106 m/s; 其動(dòng)能Ek=mv2=9.110-31(2.19106)2 J≈2.1810-18 J; 運(yùn)動(dòng)周期T= = s ≈1.5210-16 s; 電子繞核運(yùn)動(dòng)形成的等效電流 I=== A≈1.0510-3 A. 【答案】 2.19106 m/s 2.1810-18 J 1.5210-16 s 1.0510-3 A- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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