第4章 第2节 原子的核式结构模型-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册教用课件(教科版)

第2节　课后达标检测 1．下列说法正确的是(　　) A．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了在原子核内部存在质子 B．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核的结构 D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构 解析：卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，其他说法跟该实验无必然关系。 3 4 5 6 7 8 9 10 2 11 1 √ 课后达标检测 2．(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碰，则下列说法正确的是(　　) A．α粒子发生大角度的偏转 B．α粒子不会发生明显偏转 C．α粒子可能被弹回 D．α粒子能量几乎不变 解析：粒子间的碰撞满足动量守恒定律，因为α粒子的质量远远大于电子的质量，α粒子动量几乎不变，所以α粒子不会发生明显偏转，不可能被弹回，能量也几乎不会发生改变。故A、C错误，B、D正确。 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2 √ √ 课后达标检测 3．(2023·广西桂林期中)α粒子散射实验中，α粒子大角度偏转(　　) A．是由于与电子的碰撞 B．是由于库仑引力 C．反映了原子核由质子和中子组成 D．是由于原子核中带正电的核的作用 解析：α粒子散射实验中，α粒子受到原子核中带正电的核(质量大，带电量多)的库仑斥力的作用而发生大角度偏转。 4 5 6 7 8 1 9 10 2 11 3 √ 课后达标检测 4．(多选)卢瑟福提出的原子核式结构学说包含的内容有(　　) A．原子中心有一个很小的核 B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上 D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转 解析：卢瑟福提出的原子核式结构模型是：原子中心有一个很小的原子核，它集中了原子的几乎全部质量和所有的正电荷，电子在核外绕原子核旋转。 3 5 6 7 8 1 9 10 2 11 4 √ √ √ 课后达标检测 5．对α粒子散射实验的实验装置的描述，下列选项正确的是(　　) A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的显微镜 B．金箔的厚度对实验结果无影响 C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象 D．实验装置放在空气中和真空中都可以 3 4 6 7 8 1 9 10 2 11 5 √ 课后达标检测 解析：α粒子散射实验的实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的显微镜，故A正确； 金箔厚度太大，α粒子就不能穿透了，所以不可以太厚，故B错误； 如果不用金箔改用铝箔也会发生散射现象，只是铝的延展性不如金好，不能做到很薄，所以实验结果会受到影响，故C错误； 实验装置必须在真空中进行，否则α粒子会电离空气，造成实验现象不明显，故D错误。 3 4 6 7 8 1 9 10 2 11 5 课后达标检测 6．(多选)在α粒子散射实验中，下列选用金箔的原因的说法正确的是(　　) A．金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔 B．金核不带电 C．金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动 D．金核半径大，易形成大角度散射 3 4 5 7 8 1 9 10 2 11 6 √ √ √ 解析：α粒子散射实验中，选用金箔是因为金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔，α粒子很容易穿过，A正确； 金原子核质量大，被α粒子轰击后不易移动，C正确； 金核带正电，半径大，易形成大角度散射，D正确，B错误。 课后达标检测 7．(2024·山东日照阶段练)卢瑟福的α粒子散射实验装置如图所示，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，打到金箔上，最后在环形荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是(　　) A．α粒子发生偏转是由于它跟金箔中的电子发生了碰撞 B．当α粒子接近金箔中的电子时， 电子对α粒子的吸引力使之发生明显偏转 C．通过α粒子散射实验可以估算原子核半径的数量级约为 10－10 m D．α粒子散射实验说明了原子中有一个带正电的核，几乎集中了原子全部的质量 3 4 5 6 8 1 9 10 2 11 7 √ 课后达标检测 解析：α粒子偏转主要是占原子质量绝大部分的带正电的原子核的斥力造成的，电子的质量很小，α粒子与电子碰撞后对运动轨迹的影响可忽略不计，A错误； 3 4 5 6 8 1 9 10 2 11 7 课后达标检测 α粒子散射可以用来估算核半径，对于一般的原子核，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，可见原子内部是十分“空旷”的，C错误； 占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围，这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力，使其发生大角度的偏转，D正确。 3 4 5 6 8 1 9 10 2 11 7 课后达标检测 8．(多选)α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近的示意图如图所示，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是(　　)   A．α粒子在A处的速度比B处的速度小 B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小 C．α粒子在A、C两处的速度大小相等 D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小 3 4 5 6 7 1 9 10 2 11 8 √ √ 课后达标检测 解析：α粒子由A经B运动到C，由于受到库仑斥力的作用，α粒子先减速后加速，A错误，D正确； 库仑斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B错误； A、C处于同一个等势面上，从A到C库仑力不做功，α粒子在A、C两处的速度大小相等，C正确。 3 4 5 6 7 1 9 10 2 11 8 课后达标检测 9．如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏的亮线向下(z轴负方向)偏转，下列措施可采用的是(　　)  A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向 解析：加磁场时，由左手定则可判断磁场方向应沿y轴正方向；加电场时，电场方向应沿z轴正方向。 3 4 5 6 7 8 1 10 2 11 9 √ 课后达标检测 10．(多选)(2024·北京西城期中)如图为卢瑟福所做的α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述说法正确的是(　　)   A．相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多 B．放在C、D位置时屏上观察不到闪光 C．该实验说明原子中正电荷是均匀分布的 D．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 3 4 5 6 7 8 1 9 2 11 10 √ √ 课后达标检测 解析：该实验的实验现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，即相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多，但有少数α粒子发生大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，即放在C位置时屏上观察到少数闪光，放在D位置屏上观察到极少数闪光，故A正确，B错误； 由上述实验说明了：原子中正电荷并不是均匀分布的，占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围，故C错误，D正确。 3 4 5 6 7 8 1 9 2 11 10 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 11 课后达标检测 3 4 5 6 7 8 1 9 10 2 11 答案：2.7×10－14 m 课后达标检测 大角度的偏转不可能是电子造成的，因为电子的质量只有α粒子的 eq \f(1,7 300) ，它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略，B错误； 11．在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小。现有一个α粒子以2.0×107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子核的电荷数为79，求该α粒子与金原子核的最近距离。(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Ep＝ eq \f(kq1q2,r) ，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，α粒子的质量为 6.64×10－27 kg) 解析：当只有库仑力做功时，动能和势能才相互转化，两者的和保持不变。开始相距很远，可认为电势能为零，相距最近时，可认为动能为零。当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为其电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设所能达到的最小距离为d，则 eq \f(1,2) mv2＝k eq \f(q1q2,d) ，得d＝ eq \f(2kq1q2,mv2) ，代入已知数据计算得d≈2.7×10－14 m。 $