高中物理选修3-5 课时训练12 原子的核式结构模型.doc

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1、课时训练课时训练 12 原子的核式结原子的核式结 构模型构模型一、非标准一、非标准 1.卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析,提出( )A.原子的核式结构模型 B.原子核内有中子存在 C.电子是原子的组成部分 D.原子核是由质子和中子组成的 答案:A 解析: 粒子散射实验的结果是大部分 粒子沿原来方向运动,少部分发生大角度偏转,极少数偏转超过 90甚至达到 180,说明原子的几乎全部质量与全部正电荷都集中在很小的核上,据此卢瑟福提出了原子 的核式结构模型。 2.在 粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中,下列说法正确的是( )A. 粒子先受到原子核的斥力作用,后受到原子核的引力作用 B. 粒子一直

2、受到原子核的斥力作用 C. 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. 粒子一直受到库仑斥力,速度一直减小 答案:B 解析: 粒子被金原子核散射的过程一直受到原子核对 粒子的库仑斥力作用,靠近过程库仑斥力做负功, 电子动能减少,电势能增加;远离过程库仑斥力做正功,电子动能增加,电势能减少。所以散射过程中电子 一直受到库仑斥力作用,电子的速度先减小后增大,即正确选项为 B。 3.(2013 福建理综)在卢瑟福 粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其 中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是( )答案:C 解析: 粒子运动时受到原子核的排斥力作用,

3、离原子核距离远的 粒子受到的排斥力小,运动方向改变的 角度也小,离原子核距离近的 粒子受到的排斥力大,运动方向改变的角度就大,C 项正确。4.根据 粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,图中虚线表示原子核所形成的电场的等势面, 实线表示一个 粒子的运动轨迹。在 粒子从 A 运动到 B、再运动到 C 的过程中,下列说法中正确的是 ( )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 答案:C 解析: 粒子从 A 点经 B 点到达等势点 C 的过程中电场力先做负功,后做正功, 粒子的电势能先增加,后 减少,回到同一等势线

4、上时,电场力做的总功为零,故 C 项正确。 5.(多选)关于 粒子散射实验的下列说法中正确的是( )A.在实验中观察到的现象是绝大多数 粒子穿过金箔后,仍沿原来方向前进,少数发生了较大偏转,极少数 偏转超过 90,有的甚至被弹回,接近 180 B.使 粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子;当 粒子接近电子时,是电子的吸引力使之发生 明显偏转 C.实验表明原子中心有一个极小的核,它占有原子体积的极小部分 D.实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量 答案:AC解析:A 项是对该实验现象的正确描述,正确;B 项中,使 粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力,而不 是电子对它的吸引力,

5、故 B 错;C 项是对实验结论之一的正确表述;原子核集中了全部正电荷和几乎全部 质量,因核外还有电子,故 D 错。故正确选项为 A、C。 6.(多选)在 粒子散射实验中,当在 粒子最接近原子核时,关于描述 粒子的有关物理量符合下列哪些 情况( )A.动能最小 B.势能最小 C. 粒子与金原子核组成的系统能量最小 D. 粒子所受金原子核的斥力最大 答案:AD 解析: 粒子和金原子核都带正电,库仑力表现为斥力,两者距离减小,库仑力做负功,故 粒子动能减少,电 势能增加;系统的能量守恒,由库仑定律可知,随着距离的减小,库仑斥力逐渐增大。 7.假定质子和中子的质量都是 1.6710-27 kg,而原子

6、核半径大约是 10-15 m,请你估算若将剥离了电子的原 子核一个挨一个地叠放在一起,求这种材料的密度。 答案:41017 kg/m3 解析:= kg/m341017 kg/m3。8.如图所示,M、N 为原子核外的两个等势面,已知 UNM=100 V。一个 粒子以 2.5105 m/s 的速度从等势 面 M 上的 A 点运动到等势面 N 上的 B 点,求 粒子在 B 点时速度的大小。(已知 m=6.6410-27 kg)答案: 粒子在由 A 到 B 的过程中,满足-2eUNM=mv2-m,由此得 v=2.3105 m/s。9.已知电子质量为 9.110-31 kg,带电荷量为-1.610-19

7、 C,当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为 0.5310-10 m 时,求电子绕核运动的速率、频率、动能和等效的电流。 答案:2.186106 m/s 6.571015 Hz 2.1710-18 J 1.0710-3 A 解析:电子绕原子核做匀速圆周运动,电子与核之间的库仑力充当电子绕核旋转的向心力。由向心力公式可求出速率,继而再求出频率、动能、周期、等效电流。根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力,可知k=mv=e=1.610-19 m/s=2.186106 m/s,而 v=2fr0 即 f= Hz6.571015 HzEk=mv2= J=2.1710-18 J设电子运动周期为 T,则: T= s1.510-16 s电子绕核的等效电流: I= A=1.0710-3 A。