20172018學年同步備課套餐物理人教浙江專版選修35講義第18章原子結構12

電子的發(fā)現(xiàn)原子的核式結構模型考試要求必考加試知識內容a電子的發(fā)現(xiàn)原子的核式結構模型b1.認識電子發(fā)現(xiàn)的重要意義，知道構成陰極射線的粒子叫電子.2.知道α粒子散射的實驗現(xiàn)象、實驗結論.課時要求3.知道盧瑟福核式結構模型.4.知道原子和原子核大小的數(shù)目級，知道科學模型的提出是以實驗為基礎的以及核式結構模型的建立過程.一、陰極射線[導學研究]

電子的發(fā)現(xiàn)1．在如圖1所示的演示實驗中，K是金屬板制成的陰極，A是金屬環(huán)制成的陽極．K和A之間加上近萬伏的高電壓后，管端玻璃壁上能觀察到什么現(xiàn)象？該現(xiàn)象說了然什么問題？圖1答案能看到玻璃壁上淡淡的熒光及管中物體在玻璃壁上的影，這說明陰極可以發(fā)出某種射線，而且撞擊玻璃惹起熒光．2．人們對陰極射線的實質的認識有兩種看法，一種看法以為是一種電磁波，另一種看法以為是帶電微粒，你以為應如何判斷哪一種看法正確？答案可以讓陰極射線經(jīng)過電場或磁場，若射線垂直于磁場(電場)方向射入以后發(fā)生了偏轉，則該射線是由帶電微粒構成的．[知識梳理]1．陰極射線科學家用真空度很高的真空管做放電實驗時，發(fā)現(xiàn)真空管陰極發(fā)射出的一種射線，叫做陰極射線．2．陰極射線的特色(1)在真空中沿直線流傳；(2)碰到熒光物質可使其發(fā)出熒光．3．電子的發(fā)現(xiàn)湯姆孫讓陰極射線分別經(jīng)過電場和磁場，依據(jù)偏轉狀況，證了然它的實質是帶負電的粒子流并求出了其比荷．4．密立根經(jīng)過有名的“油滴實驗”精確地測出了電子電荷．一般取電子電荷量－e＝1.6×1019_C，電子質量me＝9.1×10－31_kg.[即學即用]判斷以下說法的正誤．(1)玻璃壁上出現(xiàn)的淡淡熒光就是陰極射線．(×)(2)陰極射線在真空中沿直線流傳．(√)(3)英國物理學家湯姆孫以為陰極射線是一種電磁輻射．(×)(4)構成陰極射線的粒子是電子．(√)(5)電子是原子的構成部分，電子電荷量可以取任意數(shù)值．(×)二、α粒子散射實驗[導學研究]如圖2所示為1909年英籍物理學家盧瑟福指導他的學生蓋革和馬斯頓進行α粒子散射實驗的實驗裝置，閱讀課本，回答以下問題：圖21．什么是α粒子？答案α粒子(42He)是從放射性物質中發(fā)射出來的快速運動的粒子，實質是失掉兩個電子的氦原子核，帶有兩個單位的正電荷，質量為氫原子質量的4倍、電子質量的7300倍．2．α粒子散射實驗的實驗現(xiàn)象如何？答案絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿本來的方向行進，但有少量α粒子發(fā)生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于90°.3．少量α粒子發(fā)生大角度散射的原由是什么？答案α粒子帶正電，α粒子受原子中帶正電的部分的排斥力發(fā)生了大角度散射．[知識梳理]1．實驗現(xiàn)象：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿本來的方向行進，但有少量α粒子發(fā)生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于90°.2．α粒子散射實驗的結果用湯姆孫的“棗糕模型”沒法解說．[即學即用]判斷以下說法的正誤．(1)α粒子散射實考據(jù)了然湯姆孫的原子模型是吻合事實的．(×)(2)α粒子散射實驗中大多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉或反彈．(×)(3)α粒子大角度的偏轉是電子造成的．(×)(4)α粒子帶有一個單位的正電荷，質量為氫原子質量的2倍．(×)三、原子的核式結構模型原子核的電荷與尺度[導學研究](1)原子中的原子核所帶電荷量有何特色？(2)核式結構模型是如何解說α粒子散射實驗結果的？答案(1)原子核帶正電，所帶電荷量與核外電子所帶的電荷量相等．(2)①因為原子核很小，大多數(shù)α粒子穿過金箔時都離核很遠，遇到的斥力很小，它們的運動方向幾乎不改變．②只有極少量α粒子有機遇與原子核湊近，遇到原子核較大的斥力而發(fā)生顯然的偏轉．[知識梳理]1．核式結構模型：1911年由盧瑟福提出．在原子中心有一個很小的核，叫原子核．它集中了所有的正電荷和幾乎所有的質量，電子在核外空間運動．2．原子核的電荷與尺度[即學即用]判斷以下說法的正誤．盧瑟福的核式結構模型以為原子中帶正電的部分體積很小，電子在正電體外面運動．(√)(2)原子核的電荷數(shù)等于核中的中子數(shù)．(×)(3)關于一般的原子，因為原子核很小，所之內部十分空曠．(√)一、對陰極射線的認識例1(多項選擇)下邊對陰極射線的認識正確的選項是()．陰極射線是由陰極發(fā)出的粒子撞擊玻璃管壁上的熒光粉而產(chǎn)生的．只需陰陽兩極間加有電壓，就會有陰極射線產(chǎn)生C．陰極射線是真空玻璃管內由陰極發(fā)出的射線D．陰陽兩極間加有高壓時，電場很強，陰極中的電子遇到很強的庫侖力作用而離開陰極答案CD分析陰極射線是真空玻璃管內由陰極直接發(fā)出的射線，故A錯誤，C正確；只有當兩極間有高壓且陰極接電源負極時，陰極中的電子才會遇到足夠大的庫侖力作用而離開陰極成為陰極射線，故B錯誤，D正確．二、對α粒子散射實驗的理解例2如圖3所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的表示圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，經(jīng)過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射狀況．以下說法中正確的選項是()圖3A．在圖中的A、B兩地點分別進行觀察，相同時間內觀察到屏上的閃光次數(shù)相同多B．在圖中的B地點進行觀察，屏上觀察不就任何閃光C．盧瑟福采納不一樣金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基實情似D．α粒子發(fā)生散射的主要原由是α粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈答案C針對訓練盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實驗研究原子結構，正確反響實驗結果的表示圖是()答案D分析α粒子轟擊金箔后偏轉，越湊近金原子核，偏轉的角度越大，因此A、B、C錯誤，D正確．三、原子的核式結構分析1．原子內的電荷關系：原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，特別湊近原子序數(shù)．2．原子核的構成：原子核由質子和中子構成，原子核的電荷數(shù)等于原子核的質子數(shù)．3．原子的核式結構模型對α粒子散射實驗結果的解說：(1)當α粒子穿過原子時，假如離核較遠，遇到原子核的斥力很小，α粒子就像穿過“一片空地”相同，無遮無擋，運動方向改變很?。驗樵雍撕苄。虼私^大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉．(2)只有當α粒子十分湊近原子核穿過時，才遇到很大的庫侖力作用，發(fā)生大角度偏轉，而這種機遇極少，因此有少量粒子發(fā)生了大角度偏轉．(3)假如α粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到180°，這類機遇極少，如圖4所示，因此極少量粒子的偏轉角度甚至大于90°.圖4例3(多項選擇)以下對原子結構的認識中，正確的選項是()．原子中絕大多數(shù)是空的，原子核很?。娮釉诤送膺\動，庫侖力供給向心力C．原子的所有正電荷都集中在原子核里－10D．原子核的直徑大體為10m答案ABC分析盧瑟福α粒子散射實驗的結果否定了關于原子結構的湯姆孫模型，提出了關于原子的核式結構學說，并估量出原子核直徑的數(shù)目級為10－15m，原子直徑的數(shù)目級為10－10m，原子直徑是原子核直徑的十萬倍，因此原子內部是十分“空曠”的，核外帶負電的電子因為受到帶正電的原子核的吸引而繞核旋轉，因此A、B、C正確，D錯誤.1．(多項選擇)英國物理學家湯姆孫經(jīng)過對陰極射線的實驗研究發(fā)現(xiàn)()．陰極射線在電場中傾向正極板一側．陰極射線在磁場中受力狀況跟正電荷受力狀況相同C．不一樣資料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不一樣D．湯姆孫并未精確得出陰極射線粒子的電荷量答案

AD分析

陰極射線實質上就是高速電子流，因此在電場中傾向正極板一側，

A正確．因為電子帶負電，因此其在磁場中受力狀況與正電荷不一樣，

B錯誤．不一樣資料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，因此它們的比荷是相同的，C錯誤．最早精確測出電子電荷量的是美國物理學家密立根，D正確．2．(多項選擇)關于α粒子散射實驗，以下說法正確的選項是()A．在實驗中，觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，仍沿本來的方向行進，極少數(shù)發(fā)生了較大角度的偏轉B．使α粒子發(fā)生顯然偏轉的力來自帶正電的核和核外電子，當α粒子湊近核時，是核的斥力使α粒子發(fā)生顯然偏轉；當α粒子湊近電子時，是電子的吸引力使之發(fā)生顯然偏轉C．實驗表示：原子中心有一個極小的核，它據(jù)有原子體踴躍小的一部分D．實驗表示：原子中心的核帶有原子的所有正電荷和所有原子的質量答案AC3．X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它們入射時的動能相同，其偏轉軌道可能是以下圖中的()答案D分析α粒子離金核越遠其所受斥力越小，軌道曲折程度就越小，應選項D正確．4．(多項選擇)盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有()．原子的中心有個核，叫做原子核．原子的正電荷平均分布在整個原子中C．原子的所有正電荷和幾乎所有質量都集中在原子核里D．帶負電的電子在核外繞著核旋轉答案ACD一、選擇題1．(2016湖·州市高二下學期期中)提出原子核式結構模型的科學家是

(

)A．盧瑟福B．湯姆孫C．貝可勒爾D．普朗克答案

A分析

1909

年，經(jīng)過α粒子散射實驗，盧瑟福依據(jù)粒子散射實驗的結果，提出了原子核式結構模型理論，故A正確，B、C、D錯誤．2．關于陰極射線的實質，以下說法正確的選項是()．陰極射線實質是氫原子．陰極射線實質是電磁波C．陰極射線實質是電子D．陰極射線實質是X射線答案C3．(多項選擇)關于原子核式結構理論，以下說法正確的選項是()．是經(jīng)過天然放射性現(xiàn)象得出來的．原子的中心有個核，叫做原子核C．原子的正電荷平均分布在整個原子中D．原子的所有正電荷和幾乎所有質量都集中在原子核上，帶負電的電子在核外旋轉答案

BD分析

原子的核式結構理論是在

α粒子散射實驗的基礎上提出的，

A錯；原子所帶的正電荷都集中在一個很小的核里面，不是平均分布在原子中，

C錯，因此選

B、D.4．盧瑟福提出原子的核式結構模型的依照是用α粒子轟擊金箔，實驗中發(fā)現(xiàn)α粒子()．所有穿過或發(fā)生很小偏轉．絕大多數(shù)穿過，只有少量發(fā)生較大偏轉，有的甚至被彈回C．絕大多數(shù)發(fā)生很大偏轉，甚至被彈回，只有少量穿過D．所有發(fā)生很大偏轉答案B分析盧瑟福的α粒子散射實驗結果是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿本來的方向行進，故選項

A錯誤．α粒子被散射時只有少量發(fā)生了較大角度偏轉，而且有極少量

α粒子偏轉角超過了

90°，有的甚至被彈回，應選項

B正確，

C、D

錯誤．5．α粒子散射實驗中，使α粒子散射的原由是()A．α粒子與原子核外電子碰撞B．α粒子與原子核發(fā)生接觸碰撞C．α粒子發(fā)生顯然衍射D．α粒子與原子核的庫侖斥力的作用答案D6．(多項選擇)以下說法中正確的選項是()A．湯姆孫精確地測出了電子電荷量－19e＝1.60217733(49)×10C．電子電荷量的精確值是密立根經(jīng)過“油滴實驗”測出的C．湯姆孫油滴實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何電荷量只好是D．經(jīng)過實驗測出電子的比荷和電子電荷量e的值，就可以確立電子的質量

e的整數(shù)倍答案分析

BD電子電荷量的精確值是密立根經(jīng)過

“油滴實驗”測出的，電荷是量子化的也是密立根發(fā)現(xiàn)的，

A、C錯誤，B正確；測出電子比荷的值

me和電子電荷量

e的值，可以確立電子的質量，故D正確．7.在盧瑟福的α粒子散射實驗中，某一

α粒子經(jīng)過某一原子核周邊時的軌跡如圖1所示，圖中P、Q兩點為軌跡上的點，虛線是過P、Q兩點并與軌道相切的直線．兩虛線和軌跡將平面分成四個地域，不考慮其余原子核對α粒子的作用，那么關于該原子核的地點，以下說法正確的選項是()圖

1A．可能在①地域C．可能在③地域

B．可能在②地域D．可能在④地域答案A分析因為α粒子與此原子核之間存在著斥力，假如原子核在②、③或④區(qū)，α粒子均應向①區(qū)偏折，因此不行能．8．如圖2所示是陰極射線管表示圖，接通電源后，陰極射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉，在以下措施中可采納的是()圖2A．加一磁場，磁場方向沿B．加一磁場，磁場方向沿C．加一電場，電場方向沿D．加一電場，電場方向沿

z軸負方向y軸正方向z軸負方向y軸正方向答案B9．如圖3所示，依據(jù)α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型．圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一個

α粒子的運動軌跡．在

α粒子從

a運動到

b再運動到c的過程中，以下說法中正確的選項是

(

)圖3．動能先增大后減?。妱菽芟葴p小后增大C．電場力先做負功后做正功，總功等于零D．加快度先減小后增大答案C分析α粒子及原子核均帶正電，故α粒子遇到原子核的斥力，α粒子從a運動到b，電場力做負功，動能減小，電勢能增大，從b運動到c，電場力做正功，動能增大，電勢能減小，a、c在同一條等勢線上，a、c兩點的電勢差為零，則α粒子從a到c的過程中電場力做的總功等于零，A、B錯誤，C正確；α粒子所受的庫侖力F＝kq1q2α粒r2，b點離原子核近來，因此子在b點時所受的庫侖力最大，加快度最大，故加快度先增大后減小，D錯誤．10．(多項選擇)如圖4所示是陰極射線顯像管及其偏轉線圈的表示圖，顯像管中有一個陰極，工作時它能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉線圈產(chǎn)生偏轉磁場，可以使陰極射線發(fā)生偏轉．以下說法中正確的選項是()圖4A．假如偏轉線圈中沒有電流，則陰極射線應當打在熒光屏正中的B．假如要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上

O點A點，則偏轉磁場的磁感覺強度的方向應當垂直紙面向里C．假如要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上

B點，則偏轉磁場的磁感覺強度的方向應當垂直紙面向里D．假如要使陰極射線在熒光屏上的地點由

B點向

A點挪動，則偏轉磁場的磁感覺強度應當先由小到大，再由大到