第4章 第2节 原子的核式结构模型（作业）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册【精讲精练】鲁科版

[课下作业] [合格训练] 1．(多选)在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则(　　) A．α粒子的动能和动量几乎没有损失 B．α粒子将损失大部分动能和动量 C．α粒子不会发生显著的偏转 D．α粒子将发生较大角度的偏转 答案　AC 2．在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是(　　) A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B．正电荷在原子内是均匀分布的 C．原子中存在着带负电的电子 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 解析　α粒子散射实验使卢瑟福惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，α粒子能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改变。C、D的说法没错，但与题意不符。故正确答案为A。 答案　A 3．(2022·南昌模拟)在α粒子散射实验中，α粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回，假定一个速度为v的高速α粒子(He)与金原子核(Au)发生弹性正碰(碰撞前金原子核可认为是静止的)，则(　　) A．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小 B．α粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的 C．α粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部 D．当它们的距离最小时，α粒子与金原子核的动量大小之比为4∶197 解析　α粒子在靠近金原子核的过程中，库仑力做负功，电势能逐渐增加，选项A错误；α粒子散射实验是原子的核式结构理论的基础，并不能说明原子核是由质子和中子组成的，选项B错误；α粒子散射实验说明带正电的物质分布在原子内部很小的区域内，即原子的内部有一个很小的原子核，选项C错误；α粒子在靠近金原子核的过程中，系统动量守恒，当它们的距离最小时，两者的速度相等，则α粒子与金原子核的动量大小之比等于质量之比，即为4∶197，选项D正确。 答案　D 4．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是(　　) A．说明了质子的存在 B．说明了原子核是由质子和中子组成的 C．说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．说明了正电荷均匀分布 解析　α粒子的大角度散射，说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在中间很小的核里，C正确。 答案　C 5．关于原子结构，下列说法正确的是(　　) A．原子中的原子核很小，核外很“空旷” B．原子核的半径的数量级是10－10 m C．原子的全部电荷都集中在原子核里 D．原子的全部质量都集中在原子核里 解析　根据卢瑟福的原子结构模型的内容知C、D错；原子核半径的数量级为10－15 m，原子半径的数量级为10－10 m，两者相差十万倍之多，因此原子内部是十分“空旷”的，故A对，B错。 答案　A [等级过关] 6．(多选)在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的α粒子(　　) A．更接近原子核 B．更远离原子核 C．受到一个以上的原子核作用 D．受到原子核较大的冲量作用 解析　由于原子的体积远远大于原子核的体积，当α粒子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距α粒子相对较远，而且其他原子核对α粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的这个α粒子并不是由于受到多个原子核作用造成的，C错；由库仑定律可知，α粒子受到的斥力与距离的平方成反比，α粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A对，B错；当α粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大，D对。 答案　AD 7.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，如图所示的虚线表示原子核形成的电场的等势面，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法正确的是(　　) A．动能先增大，后减小 B．电势能先减小，后增大 C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D．加速度先变小，后变大 解析　α粒子由a经b到c的过程中，电场力先做负功，后做正功，α粒子的电势能先增加后减小，回到同一等势面时，电场力做的总功为零，C正确。 答案　C 8．(多选)在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况(　　) A．动能最小 B．电势能最小 C．α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。α粒子在接近原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增加，两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒，根据库仑定