第二章 2 原子的核式结构模型

2原子的核式结构模型

1.下列对α粒子散射实验装置的描述,你认为正确的是()

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

解析:由对α粒子散射实验装置的描述可知A项正确.实验所用的金箔的厚度极小,如果金箔的厚度过大,α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果,B项错.如果改用铝箔,由于铝核的质量仍远大于α粒子的质量,散射现象仍然发生,C项错.空气的流动及空气中许多漂浮的粒子,会对α粒子的运动产生影响,实验装置是放在真空中进行的,D项错.

答案:A

2.卢瑟福α粒子散射实验的结果()

A.证明了质子的存在

B.证明了原子核是由质子和中子组成的

C.证明了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

D.证明了原子中的电子只能在某些轨道上运动

解析:该题考查的是α粒子散射实验对人类认识原子结构的贡献.只要了解α粒子散射实验的结果及核式结构的建立过程,就不难得出正确答案.α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核,数年后卢瑟福发现核内有质子并预言核内存在中子.故正确选项为C.

答案:C

3.卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图如图所示,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况.下列说法正确的是()

A.在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多

B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光

C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似

D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹

解析:在α粒子散射实验中,绝大多数α粒子沿原方向前进,少数α粒子有大角度散射,所以A处观察到的粒子多,B处观察到的粒子少,所以选项A、B错误.α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用,所以选项D错误,选项C正确.

答案:C

4.(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.右图为原子核式结构模型的α粒子散射图景,图中实线表示α粒子运动轨迹.其中一个α粒子在从a运动到b,再运动到c的过程中,α粒子在b点时距原子核最近.下列说法正确的是 ()

A.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子

B.α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大

C.α粒子从a到c的运动过程中电势能先变小后变大

D.α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小

解析:汤姆孙对阴极射线的探究发现了电子,A错误;α粒子出现大角度偏转的原因是靠近原子核时受到较大的库仑斥力作用,B正确;α粒子从a到c受到的库仑力先增大后减小,加速度先变大后变小,电势能先变大后变小,C错误,D正确.

答案:BD

5.如图所示,X表示金原子核,α粒子射向金核被散射,设入射的动能相同,其偏转轨道可能是图中的()

解析:离金核越远的α粒子受到的斥力越小,偏转角度也就越小,离核较近的粒子方向变化较大,故D 正确,A、B、C均错.

答案:D

6.卢瑟福通过实验,发现了原子中间有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型,在右面平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹,在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹.

解析:在卢瑟福的α粒子散射实验中,观察到离原子核较近的那些α粒子的运动方向发生了很大的改变,有的甚至完全反弹.由此,卢瑟福提出原子中间聚集着原子几乎所有的质量和全部正电荷,即原子的核式结构.

答案:α粒子散射如图所示

7.若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动,则其角速度ω是多少?电子绕核的运动可等效为环形电流,则电子运动的等效电流I是多少(已知电子的质量为m,电荷量为e,静电力常量用k 表示)?

解析:电子绕核运动的向心力是库仑力,因为ke 2

r2=mω2r,所以ω=e

r

√k

m r

;其运动周期为T=2π

ω

=2πr

e

√m r

k

,

其等效电流I=e

T =e2

2πr

√k

m r

.

答案:e

r √k

m r

e2

2πr

√k

m r