4.3原子的核式结构模型-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第三册）

4.3原子的核式结构模型 一：知识精讲归纳 考点一、电子的发现 1．阴极射线：阴极发出的一种射线．它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光． 2．汤姆孙的探究 根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电(填“正电”或“负电”)的粒子流，并求出了这种粒子的比荷．组成阴极射线的粒子被称为电子． 3．密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．目前公认的电子电荷的值为e＝1.6×10－19_C(保留两位有效数字)． 4．电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e的整数倍． 5．电子的质量me＝9.1×10－31 kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为＝1_836. 技巧归纳：阴极射线带电性质的判断方法 ①方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质． ②方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质． (3)实验结果 根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电． 2．带电粒子比荷的测定 (1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝. (2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝m，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r. (3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：＝. 考点二、原子的核式结构模型 1．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”，如图 考点三．α粒子散射实验： (1)α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中． (2)实验现象 ①绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进； ②少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”． (3)实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型． 3．核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动． 三、原子核的电荷与尺度 1．原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的． 2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数． 3．原子核的大小：用核半径描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15 m，而整个原子半径的数量级是10－10 m，两者相差十万倍之多． 二：考点题型归纳 题型一：电子的发现 1．（2022春·高二课时练习）下列说法正确的是（　　） A．阴极射线是高速的质子流 B．阴极射线可以用人眼直接观察到 C．阴极射线是高速运动的电子流 D．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在核内 2．（2022春·高二单元测试）关于汤姆孙发现电子的下列说法中正确的是（　　） A．戈德斯坦是第一个测出阴极射线比荷的人 B．汤姆孙直接测出了阴极射线的质量 C．汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体做实验，阴极射线的比荷是不同的 D．汤姆孙由实验得到的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍 3．（2022春·甘肃武威·高二期中）关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　） A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的 B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的 题型二：α粒子散射实验及其解释 4．（2023春·河南三门峡·高二灵宝市第一高级中学校考阶段练习）关于卢瑟福散射实验和原子核式结构学说下列正确的是（　　） A．通过粒子散射实验肯定了汤姆孙提出的“枣糕模型” B．用粒子散射的实验数据估算原子核的大小 C．原子核式结构学说结合经典电磁理论，能解释原子的稳定性 D．通过粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 5．（2022春·江西九江·高二校联考期末）α粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，为建立现代原子核理论打下了基础，关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．汤姆生的α粒子散射实验，证明了原子核是可以再分的 B．该实验的数据否定了卢瑟福的“西瓜模型”，并估算了原子的大小 C．该实验表明原子中心有一个极大的核，它占有原子体积的极大部分