2018年高中物理 学业分层测评5 第2章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型 鲁科版选修3-5.docVIP

第2节 原子的核式结构模型 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．(多选)关于物质结构的研究有下列叙述，其中正确的是(　　) A．电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构 B．根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 C．原子内部的正电荷全部集中在原子中心极小的原子核内 D．电子均匀分布在原子内部 【解析】　电子的发现使人们认识了原子有复杂的结构，选项A正确；根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项B正确；原子内部的正电荷全部集中在极小的原子核内，选项C正确，电子在原子核外空间高速运转，并不是均匀分布，D错误．【答案】　ABC 2．(多选)关于α粒子散射实验装置，下列说法正确的是(　　) A．实验装置应放在真空中 B．金箔的厚度对实验无影响 C．如果把金箔改为铝箔，更不容易观察到大角度散射现象 D．实验时，金箔、荧光屏和显微镜均能在圆周上运动 【解析】　根据α粒子散射实验装置的要求，不在真空中实验可能会受到空气中尘埃等微粒的影响，A对．当金箔偏厚时，α粒子可能无法穿过，B错．金箔改为铝箔，由于铝原子核质量较小，而不容易观察到大角度散射，C正确．实验中金箔不动，显微镜沿圆周运动，D错．【答案】　AC 3．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有： ①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径很小，其中正确的是(　　) A．①②③　　　　　　　 B．①③④ C．①②④ D．①②③④ 【解析】　从α粒子散射实验结果出发，可推出带电的原子核体积很小，集中了原子几乎所有的质量，带负电的电子质量很小，绕核运动；故选B. 【答案】　B 4．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动；下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是(　　) A　 　　　B　　　　　　C　　　　　D 【解析】　金箔中的原子核与α粒子都带正电，α粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D错误；由原子核对α粒子的斥力作用，及物体做曲线运动的条件，知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方，选项B错、C对． 【答案】　C 5．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(　　) 【导学号 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．正电荷在原子中是均匀分布的 C．原子中存在着带负电的电子 D．原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 【解析】　原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，才使在α粒子散射实验中，只有少数离核很近的α粒子，受到较大的库仑斥力，发生大角度的偏转，所以选项A正确． 【答案】　A 6．如图2-2-4所示，实线表示金原子核电场的等势线，虚线表示α粒子在金核电场中散射时的运动轨迹．设α粒子通过a、b、c三点时速度分别为va、vb、vc，电势能分别为Ea、Eb、Ec，则va、vb、vc由小到大的顺序为____________________，Ea、Eb、Ec由小到大的顺序为________________ ． 图2-2-4 【解析】　金原子核和α粒子都带正电，α粒子在接近金核过程中需不断克服库仑力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加；α粒子在远离金核过程中库仑力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能减小．因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为vb＜va＜vc，EcEaEb.【答案】　vb＜va＜vc　EcEaEb 7．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m，求电子绕核运动的线速度． 【解析】　库仑力提供电子做圆周运动的向心力，由＝，得v＝e＝1.6×10－19× m/s＝2.19×106 m/s.【答案】　2.19×106 m/s [能力提升] 8．(多选)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】　α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，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．根据库仑定律，距离最近时，斥力最大．故A、D均正确．【答案】　AD 9．卢瑟福的原子核式结构模型认为，核外电子绕核运动．设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，氢原子中电子离核最近的轨道半径为r1，已知电子电荷量为e，静电力恒量为k，用经典物理学的知识， (1)计算电子在半径为r1的轨道运动时的动能． (2)设轨道2的半径r2＝4r1，计算电子在轨道2运动时的动能． (3)比较电子在轨道1与轨道2的动能，Ek1________Ek2(