2018版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
高中物理第2章原子结构2.2原子的核式结构模型教案鲁科版选修3_5
第2节原子的核式结构模型●课标解读1．知道α粒子散射实验的原理、实验装置及实验结果．2．从α粒子散射实验的结果分析到卢瑟福建立原子的核式结构模型过程，体会科学实验与思维相结合的物理研究方法．3．知道原子的核式结构模型，并能成功解释α粒子的散射实验现象．●教学地位从汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育．通过学生对α粒子散射实验现象的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干面包模型，并开始建方新的模型．希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆孙原子模型与α粒子散射实验之间的矛盾，可以将α粒子分别穿过葡萄干面包模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点．得到卢琴福的原子的核式结构模型后再展示立体动画α粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识．α粒子散射实验是教学的重点，高考的热点.●新课导入建议问题导入 卢瑟福用α粒子轰击金箔时，发现少数α粒子发生了大角度偏转，这是用汤姆孙的原子模型解释不通的．你能解释这种现象吗？本节课请同学们和老师一起解决此问题． ●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒错误!⇓步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤6：完成“探究重在讲解α粒子散射实验中的功能问题⇐步骤5：师生互动完成“探究方式同完成探究1相同⇐步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能释．(难点)1.(1)实验目的α粒子通过金箔时，用这些已知的粒子与金属内的原子相互作用，根据粒子的偏转情况来获得原子内部的信息．(2)实验方法用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子偏转情况．(3)实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有1/8_000.2．思考判断 (1)α粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜．(√) (2)金箔的厚薄对实验无影响．(×)(3)实验装置放在真空中．(√)3．探究交流卢瑟福为何选用α粒子去轰击金箔？【提示】 因为当时已经发现了α射线和β射线，并且，组成α射线的α粒子是具有很大动能的带电粒子，适合做轰击金属的“炮弹”．另外，金具有较大的密度和很好的延展性，能够做成很薄的箔片．1.(1)核式结构模型①原子的内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动．②原子的核式结构模型又被称为行星模型．(2)原子的大小①原子直径数量级：10－10 m.②原子核直径数量级：10－15_m.2．思考判断(1)原子内部正电荷是均匀分布的．(×)(2)原子的质量是均匀分布的．(×)(3)原子的几乎全部质量都集中在原子核内．(√)3．探究交流卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？【提示】α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力就很小，运动方向也改变很小．只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转．由于核很小，α粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转.1．α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的 ?2．按照葡萄干面包模型，α粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？3．你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成α粒子的大角度偏转？为什么？1．实验背景α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验，实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型．2．实验装置如图2－2－1所示，由放射源、金箔、荧光屏等组成．图2－2－13．实验分析(1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转．(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分．按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射实验相矛盾．(3)实验现象表明原子绝大部分是空的，原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子大角度散射是不可能的．4．实验意义(1)否定了汤姆孙的原子结构模型．(2)提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．1．整个实验装置及实验过程必须在真空中进行．2．α粒子是氦核，穿透能力很弱，因此金箔必须很薄，α粒子才能穿过．(2013·昌江高二检测)如图2－2－2所示为卢瑟福和他的同事们做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A、B、C、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是( )α粒子散射实验装置图2－2－2A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少【审题指导】解此题的关键是正确掌握α粒子散射实验的现象，以便确定观察位置．【解析】在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确，少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，极个别α粒子被反射回来，故B、C错，D对．【答案】AD1．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象．如图所示，O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是( )【解析】α粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显．当正好击中原子核时，由于α粒子质量较小而反弹．所以B、D选项正确．不同解释【问题导思】1．两种原子结构模型中正电荷及质量分布有什么区别？2．汤姆孙原子结构模型能解释α粒子的大角度偏转吗？3．卢瑟福的核子结构模型如何解释α粒子的散射现象？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，若金原子的核电荷数为79.求α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E p ＝k q 1q 2r ，r 为距点电荷的距离．α粒子质量为6.64×10－27 kg)． 【审题指导】 (1)明确α粒子的运动为沿粒子与原子核连线的直线运动．(2)当动能减为零时，电势能最大，离原子核最近．(3)原子核的大小应该比最近距离小一些．【解析】 当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则12mv 2＝k q 1q 2d. d ＝2kq 1q 2mv 2＝2×9.0×109－192 6.64×10－2772 m ＝2.7×10－14 m.【答案】 2.7×10－14 m2．卢瑟福在α粒子散射实验中，测出当α粒子(42He)与金核(197 79Au)发生对心碰撞时，α粒子接近金核的最小距离约为2.0×10－14 m ，试估算金核的密度．(结果保留一位有效数字) 【解析】 本题要建立一个模型，α粒子接近金核的最小距离认为是金核的半径．金核(197 79Au)中有197个核子，每个核子的质量约为1.67×10－27 kg ，把金核看做一个球体，其半径约为r ＝2.0×10－14 m ，则金核的体积为：V ＝43πr 3＝43×3.14×(2.0×10－14)3 m 3 ＝3.3×10－41 m 3，金核的质量为：m ＝197m 0＝197×1.67×10－27 kg＝3.3×10－25 kg ，金核的密度为：ρ＝m V ＝1.0×1016 kg/m 3163(2013·龙岩检测)图2－2－3如图2－2－3所示，根据α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线，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【审题指导】α粒子在库仑力的作用下发生偏转，通过电场力做功使粒子的动能和电势能之间相互转化．电场力做功情况分析是解决本题的关键．【规范解答】根据卢瑟福提出的核式结构模型，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷电场类似．α粒子从a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b运动到c，电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，则电场力做的总功等于零，A、B错误，C正确；a、b、c三点的场强关系E a＝E c＜E b，故α粒子的加速度先变大，后变小，D错误．【答案】 Cα粒子散射实验中的功能问题α粒子接近原子核时，电场力做负功，α粒子的动能减小，电势能增加；反之，α粒子离开原子核时，电场力做正功，α粒子的动能增加，电势能减小．α粒子接近原子核的过程是一个加速度变大的减速过程，所以解决相关的问题优先考虑功能规律．【备课资源】(教师用书独具)核物理之父——卢瑟福卢瑟福被公认为是20世纪最伟大的实验物理学家，在放射性和原子结构等方面，都作出了重大的贡献．他还是最先研究核物理的人．除了理论上非常重要以外，他的发现还在很大范围内有重要的应用，如核电站、放射标志物以及运用放射性测定年代等．他对世界的影响极其深远，并且其影响还将持久保持下去．他被称为近代原子核物理学之父．卢瑟福一生还有很多逸闻趣事．1．有个外号叫“鳄鱼”卢瑟福从小家境贫寒，通过自己的刻苦努力，这个穷孩子完成了他的学业．这段艰苦求学的经历培养了卢瑟福一种认准了目标就百折不回、勇往直前的精神．后来他的学生为他起了一个外号——鳄鱼，并把鳄鱼徽章装饰在他的实验室门口．因为鳄鱼从不回头，它张开吞食一切的大口，不断前进.2．摇身一变成为“化学家”1908年，卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖，他对自己不是获得物理学奖感到有些意外，他风趣地说：“我竟摇身一变，成为一位化学家了！”“这是我一生中绝妙的一次玩笑！”3．杰出的学科带头人卢瑟福还是一位杰出的学科带头人，被誉为“从来没有树立过一个敌人，也从来没有失去一位朋友”的人．在他的助手和学生中，先后荣获诺贝尔奖的竟多达12人.1922年度诺贝尔物理学奖的获得者玻尔曾深情地称卢瑟福是“我的第二个父亲”．科学界中，至今还传颂着许多卢瑟福精心培养学生的小故事．4．是我制造了波浪卢瑟福属于那种“性格极为外露”的人，他总是给那些见过他的人留下深刻的印象．他个子很高，声音洪亮，精力充沛，信心十足，并且极不谦虚．当他的同事评论他有不可思议的能力并总是处在科学研究的“浪尖”上时，他迅速回答道：“说得很对，为什么不这样？不管怎么说，是我制造了波浪，难道不是吗？”几乎所有的科学家都同意这一评价．5．最后一个土豆1895年，在农场挖土豆的卢瑟福收到了英国剑桥大学发来的通知书，通知他已被录取为伦敦国际博览会的奖学金学生．卢瑟福接到通知书后扔掉挖土豆的锄头，喊道：“这是我挖的最后一个土豆啦！”1．(2013·泉州检测)卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是α粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现α粒子( )A．全部穿过或发生很小的偏转B．全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回C．绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被反弹回D．绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过【解析】根据卢瑟福的核式结构学说，原子有一个很小的核，集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，核外巨大空间为电子的运动空间．因此飞过来的α粒子与原子核正碰而被反弹回的几率非常小，并且与原子核比较近，受库仑力作用发生较大偏转的机会也不多，故绝大多数α粒子离核较远，受库仑力很小，基本上沿直线运动．选项C正确．【答案】 C2．α粒子散射实验结果表明( )A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上【解析】在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变．所以本题正确选项为【答案】ABD 3．在α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( )A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子【解析】α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，不到α粒子质量的17 000，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样．故正确答案为C.【答案】 C4．(2013·厦门检测)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．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．【答案】AD5．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证“核式结构”理论的正确性D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论【解析】卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子的结构，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是认识到“枣糕模型”的错误而提出“核式结构”理论，B错误；卢瑟福做了α粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”结论，C 错误，D正确．【答案】 D。
鲁科版选修第2节《原子的核式结构模型》word教案
鲁科版选修第2节《原子的核式结构模型》word 教案白景曦（西北师范大学第一附属中学 甘肃 兰州 730070）摘要汤姆生发觉电子后，提出枣糕式原子模型；卢瑟福和助手做了α粒子散射实验，提出原子的核式结构模型；玻尔依照经典电磁理论和卢瑟福的核式结构模型的矛盾，提出原子的量子化结构模型。
关键词：电子的发觉 枣糕式模型 α粒子散射实验 核式结构模型 量子化结构模型引言专门早往常人们就提出组成物质的最小微粒是原子，然而原子是否有内部结构、是否还能够再分呢？同学们的回答一定是确信的。
那么，人们是什么时候发觉原子还能够再分？又是如何探究原子的结构的呢？1897年，汤姆生发觉了电子，后来人们又通过气体电离和光电效应实验从物体中打出了电子。
通过这些现象，人们意识到原子并不是不可再分的。
原子内除了电子外还应该有带正电的物质，它们是如何构成原子的呢？本节课我们来研究第三节：原子的结构。
第1课时：原子的核式结构新课教学：一、原子的结构1．电子的发觉1897年英国物理学家汤姆生在研究低压气体放电——阴极射线时发觉了电子。
汤姆生对阴极射线进行了一系列的实验研究，确定了阴极射线中粒子带负电，并运算出了它的荷质比me ，通过进一步的研究发觉它的电量跟氢离子的电量差不多相同，质量比氢离子小得多，后来人们称之为电子，是原子的组成部分。
阴极射线是高速电子流，电子的发觉对揭示原子结构具有重大意义，它是近代物理三大发觉（X 射线、放射性、电子）之一。
摸索：既然电子是原子的组成部分，而原子又是中性的，那么原子里还存在带什么电的物质？既然电子质量专门小，那么原子的质量绝大部分集中在哪里？带正电的物质和带负电的电子是如何组成原子的呢？2．汤姆生的原子结构（枣糕型）（1）枣糕式模型：汤姆生提出，原子是由带负电的电子和带正电的物质组成，原子是一个球体，带正电的物质平均的分布在原子中——就象枣糕中的米粒，电子嵌在原子中——就象枣糕中的枣子，且在平稳位置振动。
2018版高中物理第2章原子结构第2节原子的核式结构模型课件鲁科版选修3_5
(2)原子核直径数量级：___________ m.
10－15
[再判断] 1．原子内部正电荷是均匀分布的．(×) 2．原子的质量是均匀分布的．(×) 3．原子的几乎全部质量都集中在原子核内．(√)
[后思考] 卢瑟福的原子模型是如何解释 α 粒子散射实验结果的？
【提示】 α 粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力很小，运动 方向也改变很小．只有当 α 粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生 大角度的偏转．由于核很小，α 粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数 α 粒子 基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转．
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【答案】 2.7×10－14 m
分析 α 粒子散射实验中的力电问题常用的规律 q1q2 (1)库仑定律：F＝k r2 ，用来分析 α 粒子和原子核间的相互作用力． (2)牛顿第二定律：该实验中 α 粒子只受库仑力，可根据库仑力的变化分析 加速度的变化． (3)功能关系：根据库仑力做功，可分析动能的变化，也能分析电势能的变 化． (4)原子核带正电，其周围的电场相当于正点电荷的电场，注意应用其电场 线和等势面的特点．
【答案】 ACD
解决 α 粒子散射实验问题的技巧 (1)熟记实验装置及原理． (2)核外电子不会使 α 粒子的速度发生明显改变． (3)汤姆孙的原子模型不能解释 α 粒子的大角度散射． (4)少数 α 粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些 α 粒子在原子 中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用． (5)绝大多数 α 粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明 原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内．
【解析】 在卢瑟福 α 粒子散射实验中，α 粒子穿过金箔后，绝大多数 α 粒 子仍沿原来的方向前进，故 A 正确．少数 α 粒子发生大角度偏转，极少数 α 粒 子偏转角度大于 90° ，极个别 α 粒子反弹回来，所以在 B 位置只能观察到少数的 闪光，在 C、D 两位置能观察到的闪光次数极少，故 B 错误，C、D 正确．
高中物理 第2章 原子结构 第2讲 原子的核式结构模型学案 鲁科版选修
高中物理第2章原子结构第2讲原子的核式结构模型学案鲁科版选修1、了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象、2、理解卢瑟福的原子核式结构模型、一、α粒子散射实验1、实验装置(如图1)：图12、实验方法用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子分布情况、3、实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90，有的甚至被原路弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有、二、卢瑟福原子模型1、核式结构模型原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动、原子的核式结构模型又被称为行星模型、2、原子的大小：(1)原子直径数量级：10－10 m、(2)原子核直径数量级：10－15 m、一、对α粒子散射实验的理解1、装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图2所示、图22、现象：(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进、(2)少数α粒子发生较大的偏转、(3)极少数α粒子偏转角度超过90，有的几乎达到180、3、注意事项：(1)整个实验过程在真空中进行、(2)α粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过、4、汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射、例1 如图3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，下述说法中正确的是()图3A、相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B、相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C、放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少D、放在C、D位置时屏上观察不到闪光答案ABC解析在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度大于90，极个别α粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故D错，B、C对、借题发挥解决α粒子散射实验问题的技巧1、熟记实验装置及原理、2、理解建立核式结构模型的要点、(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变、(2)汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射、(3)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用、(4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内、针对训练1 在卢瑟福α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α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()答案C解析α粒子与原子核相互排斥，A、D错；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B错，C对、二、卢瑟福原子核式结构模型1、内容：在原子中心有一个很小的核，叫原子核、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，带负电的电子在核外空间绕核旋转、2、对α粒子散射实验现象的解释(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转、(2)只有当α粒子分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少、(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180，这种机会极小，如图4所示、图43、数量级：原子的半径数量级为10－10 m，原子核半径的数量级为10－15 m例2 下列对原子结构的认识中，错误的是( )A、原子中绝大部分是空的，原子核很小B、电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力C、原子的全部正电荷都集中在原子核里D、原子核直径的数量级大约为10－10 m答案D解析卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核直径的数量级为10－15 m，而原子直径的数量级为10－10 m，是原子核直径的万倍，所以原子内部是分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转，所以本题应选D、针对训练2 在卢瑟福α粒子散射实验中，只有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是()A、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、原子的质量在原子核内是均匀分布的答案A解析本题考查了学生对α粒子散射实验结果与原子的核式结构关系的理解、原子的核式结构正是建立在α粒子散射实验结果基础上的，C、D的说法没有错，但与题意不符、α粒子散射实验的理解1、在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的()A、万有引力B、库仑力C、磁场力D、核力答案 B2、英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说，如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是()答案D解析α粒子散射实验的原因是α粒子与金原子核间存在库仑斥力，因此仅有D图正确、原子的核式结构模型3、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有()A、原子的中心有个核，叫原子核B、原子的正电荷均匀分布在整个原子中C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内D、带负电的电子在核外绕着核旋转答案ACD解析卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子在核外空间绕着核旋转，由此可见，B选项错误，A、C、D选项正确、4、卢瑟福对α粒子散射实验的解释是()A、使α粒子产生偏转的主要是原子中电子对α粒子的作用力B、使α粒子产生偏转的力是库仑力C、原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D、能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案BCD解析原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对、(时间：60分钟)题组一对α粒子散射实验的理解1、二世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，图1是()图1A、卢瑟福的α粒子散射实验装置B、卢瑟福发现质子的实验装置C、汤姆孙发现电子的实验装置D、查德威克发现中子的实验装置答案A解析此图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，选A、2、卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子()A、全部穿过或发生很WTT转B、绝大多数沿原方向穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C、绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D、全部发生很大偏转答案B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A错误、α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180，故选项B正确，选项C、D错误、3、在α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是()A、α粒子与原子核外电子碰撞B、α粒子与原子核发生接触碰撞C、α粒子发生明显衍射D、α粒子与原子核的库仑斥力作用答案D解析α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，D对、4、如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金箔被散射，若它们的入射时的动能相同，其偏转轨迹可能是图中的( )答案D解析α粒子离金核越远，其所受斥力越小，轨迹弯曲的就越小，故D对、5、在α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、α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B、α粒子一直受到原子核的斥力作用C、α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、α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案B解析α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，故D错误、6、卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时，不考虑α粒子与电子的碰撞影响，这是因为()A、α粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略B、α粒子虽受电子作用，但电子对α粒子的合力为零C、电子体积极小，α粒子不可能碰撞到电子D、电子质量极小，α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略答案D解析原因是电子的质量很小，α粒子与电子相碰，运动方向不会发生什么改变，所以α粒子和电子的碰撞可以忽略，因此D 正确、题组二卢瑟福的核式结构模型7、卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况()A、原子内存在电子B、原子的大小为10－10 mC、原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内答案D解析根据α粒子散射实验现象，绝大多数α粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90，可知C错，A与题意不符；而实验结果不能判定原子的大小为10－10 m，B错，故选D、8、关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是()A、原子是一个质量分布均匀的球体B、原子的质量几乎全部集中在原子核内C、原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D、原子半径的数量级是10－10 m，原子核半径的数量级是10－15 m答案BD解析根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B、D正确、9、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、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答案AD解析α粒子在接近金原子核的过程中，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、根据库仑定律，距离最近时，斥力最大、10、已知电子质量为9、110－31kg，带电荷量为－1、610－19 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0、5310－10m，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流、答案2、19106 m/s2、1810－18 J1、5310－16 s1、0510－3 A解析由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供、根据＝k ，得v＝e ＝1、610－19m/s＝2、19106 m/s；其动能Ek＝mv2＝9、110－31(2、19106)2J＝2、1810－18 J；运动周期T＝＝ s＝1、5310－16 s；电子绕核运动形成的等效电流I＝＝＝A≈1、0510－3A、第 1 页共 1 页。
鲁科版选修3-5 第二章第2节 原子的核式结构模型 教案(3)
动画模拟实验的装置、过程和现象
〔3〕实验的观察结果
必须向学生明确：入射的ɑ粒子分为四局部。大局部沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转，甚至个别原路返回。
思考
用PPT展示实验数据
2．原子的核式结构的提出
〔1〕大角度散射结果探因
〔1〕投影出三个问题让学生先自己思考，然后以四人小组讨论。其中第1、2个问题学生根本上能讨论出，第三个问题，通过师生共同分析，然后让学生小组讨论，进行逻辑推理得出原子的结构。
〔2〕将ɑ粒子分别穿过汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的不同现象用动画模拟并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，突出汤姆孙原子模型与ɑ粒子散射实验之间的矛盾，形成强烈的比照，突破难点。
〔3〕得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画ɑ粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识。
原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而ɑ粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果ɑ粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的ɑ粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。
教师指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。
师生共同活动
学生：体会ɑ粒子散射实验中用到科学方法；渗透科学精神〔勇于攀登科学顶峰，不怕苦、不怕累的精神〕的教育。
用实物演示类比研究黑箱学方法，微观粒子碰撞方法
〔2〕实验装置
教师介绍：ɑ粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几局部组成。ɑ粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的ɑ粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。
2018版高中物理第二章原子结构章末检测教科版选修3-5
第二章原子结构章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．其中1～9题为单项选择题，10～12题为多项选择题)1．以下说法中符合事实的是( )A．汤姆孙发现电子并提出了原子核式结构模型B．玻尔发现电子并提出了原子核式结构模型C．卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型D．密立根做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型答案 C解析汤姆孙发现电子，卢瑟福提出了原子核式结构模型，选项A、B错误；卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型，选项C正确，D错误．2．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )A．α粒子散射实验B．对阴极射线的研究C．氢原子光谱的研究D．电子的发现答案 A解析卢瑟福通过α粒子散射实验，发现少部分α粒子出现了大角度偏转，从而提出了原子的核式结构模型，认为原子是由处于原子中央的很小的原子核和核外带负电的电子组成的，故A对．3．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )答案 D解析实验结果是：离金原子核越远的α粒子偏转角度越小，离金原子核越近的α粒子偏转角度越大，正对金原子核的α粒子被沿原路“撞回”．所以选项D正确．4．在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转，这些α粒子( )A．一定受到重金属原子核的斥力作用B．动能不断减小C．电势能不断增大D．出现大角度偏转是与电子碰撞的结果答案 A解析α粒子一定受到斥力的作用，斥力先做负功后做正功，α粒子的动能先减小后增大，势能先增大后减小．α粒子的质量远大于电子的质量，与电子碰撞后其运动状态基本不变，A 项正确．5．如图1所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )图1答案 C解析 根据玻尔的原子跃迁公式h cλ＝E m －E n (m >n )可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短，从图中可看出，能量差值最大的是E 3－E 1，辐射光的波长a 最短，能量差值最小的是E 3－E 2，辐射光的波长b 最长，所以谱线从左向右的波长依次增大的是a 、c 、b ，C 正确．6．氢原子光谱中巴尔末系中最短波长是( ) A.4R B.43R C ．R D.R 2 答案 A解析 根据巴尔末公式有1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，当n ＝∞时，最短波长为114R ＝4R ，A选项正确．7．按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能．当一个氢原子从n ＝4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是( )A ．氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加B ．氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小C ．氢原子可能辐射6种不同波长的光D ．氢原子可能辐射3种不同波长的光 答案 D解析 当一个氢原子从n ＝4的能级向低能级跃迁时，最多可能发生4→3,3→2,2→1三种情况，切记不是大量氢原子，故C 错误、D 正确；当向低能级跃迁时，轨道半径减小，根据公式k q 2r 2＝m v 2r可得电子的动能增大，电势能减小，故A 、B 错误．8．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( ) A ．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2 C ．吸收光子的能量为hν2－hν1 D ．辐射光子的能量为hν2－hν1 答案 D解析 由跃迁假设及题意可知，hν1＝E m －E n ，hν2＝E k －E n ，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k 能量大于能级m 能量，所以从能级k 到能级m 需要辐射光子，选项A 、C 错误；由以上各式可得E k －E m ＝hν2－hν1，选项D 正确，B 错误．9．氢原子从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n ＝4的能级吸收的光子频率为( ) A.49ν B.34ν C.2516ν D.274ν 答案 D解析 氢原子从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级，hν＝E 3－E 2＝E 19－E 14＝－536E 1①则从基态跃迁到n ＝4的能级，吸收光子能量hν′＝E 4－E 1＝E 116－E 1＝－1516E 1②由①②得ν′＝274ν，选项D 正确．10．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )A ．核外电子受力变小B ．原子的能量减少，电子的动能增加C ．氢原子要吸收一定频率的光子D ．氢原子要放出一定频率的光子 答案 BD解析 氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r 减小，由库仑定律知核外电子受力变大，A 错；由k e 2r 2＝m v 2r 得E k ＝12mv 2＝ke 22r 知电子的动能变大，由E n ＝－13.6n2eV 知n 减小时原子能量减少，B 对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光子，C错，D对．11．如图2为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子( )图2A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的波长长B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出光子的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量答案AC解析根据ΔE＝hν，ν＝cλ可知λ＝cν＝hcΔE，从n＝4能级跃迁到n＝3能级的能级差比从n＝3能级跃迁到n＝2能级的能级差小，所以从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的波长长，选项A正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率并不相同，C 正确；从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，而不是氢原子核放出能量，D 错误．所以选A.12．关于氢原子能级跃迁，下列叙述中正确的是( )A．用波长为60 nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B．用能量为10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C．用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D．用能量为12.5 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态答案AB解析波长为60 nm的X射线的能量：E0＝h cλ＝6.63×10－34×3×10860×10－9J＝3.32×10－18 J＝20.75 eV，氢原子的电离能：ΔE＝0－(－13.6)eV＝13.6 eV<E0＝20.75 eV所以可使氢原子电离，A正确；由hν＝E m－E得：E m1＝hν＋E＝10.2 eV＋(－13.6) eV＝－3.4 eV；E m2＝11.0 eV＋(－13.6) eV＝－2.6 eV；E m3＝12.5 eV＋(－13.6) eV＝－1.1 eV.由E n ＝E 1n2得，只有E m 1＝－3.4 eV 对应于n ＝2的状态．由于原子发生跃迁时吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子，所以只有B 可使氢原子从基态跃迁到激发态． 二、填空题(本题共2小题，共13分)13．(6分)大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV 、10.2 eV 、12.09 eV.跃迁发生前这些原子分布在______个激发态能级上，其中最高能级的能量值是____eV(基态能量为－13.6 eV)． 答案 2 －1.51解析 发出三种不同能量的光子，由此可知，跃迁发生前这些原子分布在两个激发态，其中最高能级(n ＝3)的能量值是－13.6 eV ＋12.09 eV ＝－1.51 eV.14．(7分)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图3所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离______(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有____条．图3答案 近 6解析 量子数越大，轨道越远，电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离要近；处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有C 24＝6条． 三、计算题(本题共2小题，共27分)15．(13分)密立根实验的原理如图4所示，A 、B 是两块平行放置的水平金属板，A 板带正电，B 板带负电．从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A 、B 两板之间的电场中．小油滴由于摩擦而带负电，调节A 、B 两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡．已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105N/C ，油滴半径是1.64×10－4cm ，油的密度是0.851 g/cm 3，求油滴所带的电量，此电量是电子电量的多少倍？图4答案 8.0×10－19C 5倍解析 小油滴质量m ＝ρV ＝ρ·43πr 3①由题意知mg －Eq ＝0② 由①②两式可得：q ＝ρ·4πr 3g 3E代入数据q ＝0.851×103×4π×9.8× 1.64×10－633×1.92×105C＝8.0×10－19C.小油滴所带电量q 是电子电量e 的倍数为 n ＝8.0×10－191.6×10－19＝5倍． 16．(14分)氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，当处于n ＝3的激发态时，能量为E 3＝－1.51 eV ，则：(1)当氢原子从n ＝3的激发态跃迁到n ＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n ＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中最长波长是多少？答案 (1)1.03×10－7m (2)3.28×1015Hz (3)3种 6．58×10－7m 解析 (1)λ＝hcE 3－E 1≈1.03×10－7m.(2)ν＝|E 1|h≈3.28×1015 Hz.(3)3种，其中波长最长的是从n ＝3到n ＝2所放出的光子，λ′＝hcE 3－E 2＝hc E 3－E 14≈6.58×10－7m.。
2017-2018学年高二物理(教科版选修3-5)学业分层测评：第2章 2.原子的核式结构模型
学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)1．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )【导学号：22482088】A．实验器材有放射源、金箔、可移动探测器B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，则不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以【解析】若金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，B错．若改用铝箔，铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍能发生，C错．若放置在空气中，空气中的尘埃对α粒子的运动会产生影响，故D错．【答案】 A2．(多选)当α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．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α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．α粒子一直受到库仑斥力，速度先减小后增大【解析】α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，二者组成的系统能量不变，故D正确．【答案】BD3．(多选)关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是( )【导学号：22482022】A．原子是一个质量分布均匀的球体B．原子的质量几乎全部集中在原子核内C．原子的正电荷全部集中在一个很小的核内D．原子核半径的数量级是10－10 m【解析】根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B、C正确，A、D错误．【答案】BC4．关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是( )A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能增加C．α粒子离开原子核的过程中，电势能增加D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小【解析】由于原子核占整个原子很小的一部分，十分接近核的α粒子很少，所以绝大多数α粒子几乎不偏转，A错误；由α粒子散射实验数据，卢瑟福估算出了原子核的大小，D正确；α粒子接近原子核的过程中，克服库仑力做功，所以动能减小，电势能增大，远离原子核时，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，B、C错误．【答案】 D5．(多选)如图224所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是( )图224A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度大小相等D．α粒子在B处速度比在C处速度小【解析】由能量守恒定律可知，对于A、B、C三点，A、C位于原子核形成的同一等势面上，电势能相同，故动能也相同，则A、C两点速率相同，C正确；由A到B，α粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故B点速度最小，D正确，A、B错误．【答案】CD6．(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( )【导学号：22482089】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正确．【答案】AD7．(多选)关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正确的是( ) A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B ．经典电磁理论无法解释原子的稳定性C ．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上D ．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的【解析】 根据经典电磁理论，电子绕核运动产生变化的电磁场，向外辐射电磁波，电子转动能量减少，轨道半径不断减小，运动频率不断改变，因此大量原子发光的光谱应该是连续谱，最终电子落到原子核上，所以A 错误，B 、C 、D 正确．【答案】 BCD8．速度为107m/s 的α粒子从很远的地方飞来，与铝原子核发生对心碰撞，若α粒子的质量为4m 0，铝核的质量为27m 0，它们相距最近时，铝核获得的动能是原α粒子动能的多少？【导学号：22482023】【解析】 当两者速度相同时相距最近，由动量守恒，得m αv 0＝(m α＋m 铝)v 解得v ＝m αv 0m α＋m 铝＝431v 0所以E k 铝E k α＝12m 铝v 212m αv 20＝108961.【答案】1089619．在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图225中实线所示．图中P 、Q 为轨迹上的点，虚线是过P 、Q 两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域．不考虑其他原子核对该α粒子的作用，那么该原子核的位置在______区域．图225【解析】 α粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的α粒子产生斥力，故原子核不会在④区域；如原子核在②、③区域，α粒子会向①区域偏；如原子核在①区域，可能会出现题图所示的轨迹．【答案】 ①10．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型……如图226甲、乙所示，都采用了________方法．甲：枣糕模型 乙：行星模型图226【答案】 类比推理11．如图227所示，M 、N 为原子核外的两个等势面，已知U NM ＝100 V ．一个α粒子以2.5×105m/s 从等势面M 上的A 点运动到等势面N 上的B 点，求α粒子在B 点时速度的大小．(已知m α＝6.64×10－27kg)图227【解析】 α粒子在由A 到B 的过程中，根据动能定理 －2eU NM ＝12m αv 2－12m αv 2由此得v ＝ v 20－4eU NMm α＝52－4×1.6×10－19×1006.64×10－27m/s ＝2.3×105m/s. 【答案】 2.3×105m/s 12．已知电子质量为9.1×10－31kg ，带电荷量为－1.6×10－19C ，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m ，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流．【解析】 由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供．根据mv 2r ＝k e 2r2，得v ＝ekrm＝1.6×10－19×9×1090.53×10－10×9.1×10－31 m/s≈2.19×106m/s ；其动能E k ＝12mv 2＝12×9.1×10－31×(2.19×106)2J≈2.18×10－18J ；运动周期T ＝2πrv＝2×3.14×0.53×10－102.19×106s≈1.52×10－16s ；电子绕核运动形成的等效电流I ＝q t ＝e T ＝1.6×10－191.52×10－16 A≈1.05×10－3 A. 【答案】 2.19×106m/s 2.18×10－18J 1.52×10－16s 1.05×10－3A。
18学年高中物理原子结构2原子的核式结构模型学案鲁科版3_51803194133
第2节原子的核式结构模型[目标定位] 1.了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象.2.理解卢瑟福的原子核式结构模型．一、α粒子散射实验1．实验装置(如图1)：图12．实验方法用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子分布情况．3．实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有18 000.二、卢瑟福原子模型1．核式结构模型原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动．原子的核式结构模型又被称为行星模型．2．原子的大小：(1)原子直径数量级：10－10 m.(2)原子核直径数量级：10－15 m.一、对α粒子散射实验的理解1．装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图2所示．图22．现象：(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进．(2)少数α粒子发生较大的偏转．(3)极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°.3．注意事项：(1)整个实验过程在真空中进行．(2)α粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过．4．汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射．【例1】 (多选)如图3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，下述说法中正确的是( )图3A．相同时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B．相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少D．放在C、D位置时屏上观察不到闪光答案AC解析在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度大于90°，极个别α粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故B、D错，C对．借题发挥解决α粒子散射实验问题的技巧1．熟记实验装置及原理．2．理解建立核式结构模型的要点．(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．(2)汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射．(3)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用．(4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内．针对训练1 (多选)图4用α粒子撞击金原子核发生散射，图4中关于α粒子的运动轨迹正确的是( )A．a B．bC．c D．d答案CD解析α粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A、B均错误；离原子核越近，α粒子受到的斥力越大，偏转越大，C、D正确．二、卢瑟福原子核式结构模型1．内容：在原子中心有一个很小的核，叫原子核．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，带负电的电子在核外空间绕核旋转．2．对α粒子散射实验现象的解释(1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转．(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少．(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°，这种机会极小，如图5所示．图53．数量级：原子的半径数量级为10－10 m，原子核半径的数量级为10－15 m【例2】下列对原子结构的认识中，错误的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核直径的数量级大约为10－10 m答案 D解析卢瑟福α粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核直径的数量级为10－15 m，而原子直径的数量级为10－10m，是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转，所以本题应选D.针对训练2 在卢瑟福α粒子散射实验中，只有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是( )A．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．原子的质量在原子核内是均匀分布的答案 A解析原子的核式结构正是建立在α粒子散射实验结果基础上的，C、D的说法没有错，但与题意不符．α粒子散射实验的理解1．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力答案 B2．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说，如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是( )答案 D解析α粒子散射实验的原因是α粒子与金原子核间存在库仑斥力，因此仅有D图正确．原子的核式结构模型3．(多选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内D．带负电的电子在核外绕着核旋转答案ACD解析卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子在核外空间绕着核旋转，由此可见，B选项错误，A、C、D选项正确．4．(多选)卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A．使α粒子产生偏转的主要是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案BCD解析原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对.(时间：60分钟)题组一对α粒子散射实验的理解1．关于α粒子散射实验装置的描述，下列说法中正确的是( )A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改为铝箔，就不会发生散射现象D．实验装置放置在空气中和真空中都可以答案 A解析实验用的器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜，放大镜可以在水平面内转动不同的方向，对散射的α粒子进行观察，A对；实验用的金箔的厚度极小，如果厚度增大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验结果，B错；如果改用铝箔，铝的原子核的电量仍然大α粒子很多，当α粒子靠近铝原子核时，库仑斥力仍然很大，散射实验现象仍能够发生，C错；空气的流动和尘埃对α粒子的运动产生较大影响，且α粒子在空气中由于电离作用，只能前进很短距离，使实验无法进行，故实验装置是放在真空中进行的，D错．2．卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔，实验中发现α粒子( ) A．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数沿原方向穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D．全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A错误．α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°，故选项B正确，选项C、D错误．3．在α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用答案 D解析α粒子与原子核外电子的作用是很微弱的，由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，D对．4．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金箔被散射，若它们的入射时的动能相同，其偏转轨迹可能是图中的( )答案 D解析α粒子离金核越远，其所受斥力越小，轨迹弯曲的就越小，故D对．5．在α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．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用B．α粒子一直受到原子核的斥力作用C．α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．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案 B解析α粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；α粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，故D错误．6．(多选)根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图1中虚线表示原子核所形成的电场等势面，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，下列说法中正确的是( )图1A．电场力在a→b过程中做负功，b→c过程中做正功，但总功等于零B．加速度先变大，后变小C．a、c两点的动能不相等D．其动能与电势能的和不变答案ABD解析α粒子与原子核之间的力为库仑斥力，从a→b库仑力做负功，动能减少，电势能增加，从b→c库仑力做正功，动能增加，且a→b与b→c库仑力所做的总功为0，则a、c两点的动能相等，因此A正确，C错；因为只有电场力做功，故动能与电势能之和不变，故D 正确；α粒子与原子核相距越近，库仑力越大，加速度越大，故从a→c加速度先增大后减小，B正确．题组二卢瑟福的核式结构模型7．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况( )A．原子内存在电子B．原子的大小为10－10 mC．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内答案 D解析根据α粒子散射实验现象，绝大多数α粒子穿过金箔后沿原来方向前进，少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°，可知C错，A与题意不符；而实验结果不能判定原子的大小为10－10 m，B错，故选D.8．(多选)α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况( ) A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统的能量最小D．所受金原子核的斥力最大答案AD解析α粒子在接近金原子核的过程中，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．根据库仑定律，距离最近时，斥力最大．9．速度为107m/s 的α粒子从很远的地方飞来，与铝原子核发生对心碰撞，若α粒子的质量为4m 0，铝核的质量为27m 0，它们相距最近时，铝核获得的动能是原α粒子动能的多少？ 答案108961解析 在α粒子和铝原子核发生对心碰撞后，当二者速度相同时相距最近，在α粒子靠近过程中，由动量守恒得m αv 0＝(m α＋m 铝)v 共，所以v 共＝m αv 0m α＋m 铝E k 铝E k α＝12m 铝v 2共12m αv 20＝m 铝· m αv 0m α＋m 铝 2m αv 20＝m 铝m α m α＋m 铝 2＝27m 0·4m 0 4m 0＋27m 0 2＝10896110．已知电子质量为9.1×10－31kg ，带电荷量为－1.6×10－19C ，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m ，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流．答案 2.19×106m/s 2.18×10－18 J 1.53×10－16s 1.05×10－3A解析 由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供．根据mv 2r ＝k e 2r2，得v ＝ek rm＝1.6×10－19× 9×1090.53×10－10×9.1×10－31m/s ＝2.19×106 m/s ；其动能E k ＝12mv 2＝12×9.1×10－31×(2.19×106)2J＝2.18×10－18J ；运动周期T ＝2πr v ＝2×3.14×0.53×10－102.17×106s＝1.53×10－16s ；电子绕核运动形成的等效电流I ＝q t ＝e T ＝1.6×10－191.53×10－16A≈1.05×10－3A ．。
高中物理 第二章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型自我小测 鲁科版选修35
原子的核式结构模型1.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是…()A.在实验中，观察到的现象是绝大多数α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B.使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的斥力使α粒子发生明显偏转，当α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和全部原子的质量2.对α粒子散射实验装置的描述，下列说法正确的是( )A.主要实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔的厚薄对实验无影响C.如果改用铝箔就不能发生散射现象D.实验装置放在真空中3.在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.弹力4.α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为( )A.α粒子和电子根本无相互作用B.α粒子受电子作用的合力为零，因为电子是均匀分布的C.α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D.电子体积极小，α粒子碰撞不到电子5.在α粒子的散射实验中，图中画出了一些曲线，这些曲线哪些可能是α粒子的径迹( )A.aB.bC.cD.d6.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一金原子核时附近的运动轨迹如图所示。
图中P、Q是轨迹上的两点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域。
不考虑其他原子核对α粒子的作用，关于原子核的位置( )A.一定在①区B.可能在②区C.可能在③区D.一定在④区7.α粒子散射实验中，当α粒子最靠近金原子核时，α粒子 ( )A.具有的动能最小B.具有的电势能最小C.和原子核组成的系统的总能量最小D.所受原子核施加的作用力最大8.下图为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下的说法中正确的是( )A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度大小相同D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小9.第一次发现电子的科学家是__________，他提出了__________原子模型，卢瑟福通过__________实验装置，提出了原子__________的模型。
2018-2019学年度鲁科版选修3-5-2.2原子的核式结构模型作业(3)
2017-2018学年度鲁科版选修3-5� 2.2原子的核式结构模型作业（3）1．关于下面四个装置说法正确的是A. 图甲实验可以说明α粒子的贯穿本领很强B. 图乙的实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释C. 图丙是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，工厂生产的是厚度为1mm 的铝板，利用β射线来监控铝板厚度的变化D. 图丁中进行的是裂变反应2．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是（ ）A. 贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核B. 居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P 0）和镭（Ra ）两种新元素C. 卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子D. 汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷3．下列说法正确的是（ ）A. 卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子核是由质子和中子组成的B. 康普顿效应证实了光的粒子特性C. 一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射六种不同频率的光子D. 爱因斯坦质能方程2E mc =表明，物体具有的能量和它的质量之间有简单的正比关系4．下列说法正确的是（ ）A. 家用照明电路电压的峰值约为311VB. β衰变发出的β射线来自原子外层电子C. 卢瑟福通过a 粒子散射实验发现原子核具有复杂结构D. 在发生轻核聚变或重核裂变后，核子的平均质量均变小5．下列说法正确的是A. 汤姆孙发现了中子，被称为“中子之父”B. 玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中C. 普朗克的α粒子散射实验，奠定了原子的核式结构模型D. 康普顿研究石墨对X 射线的散射，证实了光子有动量，进一步揭示了光的粒子性6．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。
对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是A. 波尔根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B. 密立根最早通过实验，比较准确的测定了电子的电量C. 法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律，总结出电磁感应定律D. 爱因斯坦认为发生光电效应时，若入射光频率一定，则光的强度越大，逸出光电子的最大初动能越大7．下列说法中正确的是A. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B. 根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大C. 在光电效应的实验中，入射光的强度增大，光电子的最大初动能也增大D. 某放射性物质的半衰期是5天，12 g 经过15天衰变后剩余的质量为0．5 g8．下列说法正确的是A. 汤姆逊首先发现了电子，并测定了电子电荷量B. α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C. 光电效应现象揭示了光的波动性D. 氢原子的发射光谱是连续谱9．原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的（ ）A. 光电效应实验B. α粒子散射实验C. 原子核衰变现象D. 天然放射现象10．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。
鲁科版高中物理选修(3-5)-2.2《原子的核式结构模型》参考教案2
原子的核式结构模型一、教学任务分析电子的发现、α粒子散射实验、原子的核式结构模型的提出，这些都是人类探求物质微观结构的认识过程的起点，其中涉及到的实验、逻辑推理方法也都是人类认识自然规律的典型的科学方法。
因此这些内容不仅是本章的核心内容，而且也为后面继续学习人类对微观世界认知过程打下重要的思维与方法的基础。
学习本节内容需要以库仑定律、带电粒子在电场磁场中的运动等电、磁场知识为基础。
从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手，通过实验现象分析得到阴极射线是由电子组成的，揭示了原子是可分的。
介绍卢瑟福α粒子散射实验，通过分析实验结果，对汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”提出质疑，在此基础上介绍卢瑟福提出的核式结构模型，。
并运用该模型解释α粒子散射实验结果。
在介绍卢瑟福α粒子散射实验的实验设计思想时，使学生了解研究微观世界的一种重要有效的方法与手段是利用其他的高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
从而使学生理解人类是如何在实验的基础上认识原子结构；怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。
在介绍卢瑟福核式结构模型时，可通过比较该模型、汤姆孙的原子模型与实验结论的相互印证关系，使学生感受到物理模型是一种高度抽象的理想客体和形态；物理学的研究通常需通过提出假设、建立物理模型、实验验证等几个过程；物理学的发展过程，可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
这些认识都将提高学生的科学意识与科学品质。
二、教学目标1．知识与技能（1）知道卢瑟福α粒子散射实验。
（2）知道原子的核式结构模型。
（3）理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。
2．过程与方法（1）通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果，感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。
（2）通过了解人类探索认识原子结构的历史，认识人类通过收集、处理和分析微观现象所发出的各种信息，来认识不能直接感知的微观世界的认知手段与方法。
高中物理 第2章 原子结构 2 原子的核式结构模型自我小测 教科教科高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校原子的核式结构模型1当α粒子金重核散射时，如图2－2－3所示的运动轨迹哪些是不可能的( )图2－2－3A．A B．BC．C D．D2在α粒子散射中，当α粒子最接近金原子核时，符合下列哪种情况( ) A．动能最小B．电势能最小C．α粒子和金原子核组成的系统的能量最小D．加速度最小3如图2－2－4所示是α粒子散射的示意图，M、N是原子核的势面，A、B 两点分别位于不同势面上，下面分析正确的是( )图2－2－4A．α粒子在A处的速率比在B处大B．在A、B两处α粒子的加速度方向不一与速度方向相同C．系统的电势能在A处大于B处D．散系统的总能量守恒4在α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．α粒子一直受到金原子核的库仑引力作用B．α粒子一直受到金原子核的库仑斥力作用C．α粒子先受到金原子核的库仑引力作用，后受金原子核的库仑斥力作用D．α粒子先受到金原子核的库仑斥力作用，后受金原子核的库仑引力作用5在用α粒子轰击金箔时，测得α粒子能够接近金原子核的最小距离约为2×10－14 m，则金原子核的平均密度约为多少？(阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1)6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r1＝0.53×10－10 m，试用物理学的知识计算在此轨道上电子绕核转动的加速度．参考答案1解析：α粒子靠近原子核受到排斥力作用，在B、C中明显是被原子核吸引．答案：BC2解析：α粒子靠近金原子核时电势能增大，动能减小，加速度增大，系统能量不变．答案：A3解析：α粒子靠近原子核的过程中电场力做负功，α粒子做减速运动，电势能增加．答案：ABD4解析：α粒子带正电，金原子核也带正电，故α粒子一直受到金原子核的库仑斥力作用．答案：B5解析：把α粒子能够接近金原子核的最小距离近似看成金原子核的半径R，金原子核的体积为V＝43πR3，金原子核的摩尔体积为V mol＝VNA，由金的原子量再求密度可得ρ＝M V mol，代入数据得ρ＝9.7×1015 kg/m 3.答案：9.7×1015kg/m 36解析：设电子绕核运转的加速度为a ， 已知电子质量me ＝0.91×10－30kg电子电量q ＝1.6×10－19C因为F 库＝F 向心，所以kqq H /r 2＝mea 所以加速度a ＝kqeq H mer 21＝9.01×1022 m/s 2.答案：9.01×1022m/s 2。
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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( )
B．①③④
A．①②③
D．①②③④
C．①②④ 【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：64772094】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224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v a、v b、v c，电势能分别为E a、E b、E c，则v a、v b、v c由小到大的顺序为____________________，E a、E b、E c由小到大的顺序为________________．
图224
【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v b＜v a＜v c，E c<E a<E b.
【答案】v b＜v a＜v c E c<E a<E b 7．已知电子质量为9.1×10－31kg，带电荷量为－1.6×10－19C，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ke2
r2
＝
mv2
r
，得v＝e
k
mr
＝1.6×10－19×
9×109
0.53×10－10×9.1×10－31
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( )。