第13.2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型（原卷版）

第十三章原子結(jié)構(gòu)13.2原子的核式結(jié)構(gòu)模型??目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問要點難易度1.α粒子散射試驗裝置和觀看結(jié)果2.核式結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容3.α粒子的運動學(xué)規(guī)律：加速度、動能、勢能變化規(guī)律★★★

★★★??學(xué)問精講一、原子的“棗糕模型”湯姆孫的“棗糕模型”二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.試驗裝置2.試驗結(jié)果：①絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后沿原方向前進(jìn)；②少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)；③極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°，個別甚至被彈回。試驗解釋：少數(shù)α粒子消滅大角度偏轉(zhuǎn)，是需要很強的相互作用力的，說明原子的大部分質(zhì)量和電荷集中到很小的核上。又由于絕大部分α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)部很空的。能量變化：α粒子和原子核都帶正電，α粒子在碰撞過程中，原子核對α粒子先做負(fù)功后做正功，α粒子電視能先增大后減小，動能先減小后增大。例1．（多選）盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說包含的內(nèi)容有（）A．原子中心有一個很小的核B．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里C．原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上D．帶負(fù)電的電子在核外空間繞原子核旋轉(zhuǎn)例2．如圖為盧瑟福和他的同事們做粒子散射試驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，關(guān)于觀看到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是（）A．放在C位置時屏上觀看不到閃光B．放在D位置時屏上能觀看到一些閃光，但次數(shù)極少C．相同時間內(nèi)放在A位置時觀看到屏上的閃光次數(shù)最少D．相同時間內(nèi)放在B位置時觀看到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時多例3．依據(jù)α粒子散射試驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示為α粒子散射圖，圖中實線表示α粒子的運動軌跡。則關(guān)于α粒子散射試驗，下列說法正確的是（）A．圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子的電勢能先減小后增大B．圖中的α粒子反彈是由于α粒子與原子核發(fā)生了碰撞C．絕大多數(shù)α粒子沿原方向連續(xù)前進(jìn)說明白帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小D．依據(jù)α粒子散射試驗，還可以知道原子核由質(zhì)子和中子組成三、原子核式結(jié)構(gòu)與經(jīng)典理論之間的沖突1.經(jīng)典理論與試驗觀看結(jié)果的兩點沖突：(1)在核式結(jié)構(gòu)模型中，電子受原子核的庫侖引力作用繞原子核旋轉(zhuǎn)，因此這種運動必有加速度。依據(jù)經(jīng)典理論，做加速運動的電荷將向外輻射電磁波。而這種電磁輻射將導(dǎo)致電子繞核運動的能量削減，從而使電子繞核運動的軌道半徑減小，直至電子沿螺旋線落入原子核，因此原子是不穩(wěn)定的，但這明顯與事實不符。(2)依據(jù)經(jīng)典理論，電子繞核運動所輻射的電磁波頻率應(yīng)當(dāng)?shù)扔陔娮永@核運動的頻率。隨著電子繞核運動軌道半徑的連續(xù)減小，原子向外輻射的電磁波頻率連續(xù)增大，原子發(fā)光的光譜(稱為原子光譜)應(yīng)當(dāng)包含一系列連續(xù)變化的頻率，而原子光譜卻是由些不連續(xù)的亮線組成的。2.以上沖突導(dǎo)致量子理論的誕生。??考點題型題型01α粒子散射試驗觀看結(jié)果例4．盧瑟福通過粒子散射試驗得出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，試驗裝置如圖所示，帶電粒子打到光屏上就會產(chǎn)生光斑，為驗證粒子散射試驗結(jié)論，現(xiàn)在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡，則這四處位置一段時間內(nèi)統(tǒng)計的閃爍次數(shù)符合試驗事實的是（）A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203C．2、10、655、1205 D．1232、1110、733、203

題型02α粒子散射試驗中粒子的運動學(xué)規(guī)律例5．依據(jù)α粒子散射試驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖是α粒子散射試驗的圖景。圖中實線表示α粒子的運動軌跡。其中沿軌跡2運動的α粒子在b點時距原子核最近。下列說法不正確的是（）A．絕大多數(shù)α粒子運動的軌跡類似軌跡1，說明原子中絕大部分是空的B．發(fā)生超過90°大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是極少數(shù)的C．沿軌跡2運動的α粒子的加速度先增大后減小D．沿軌跡2運動的α粒子的電勢能先減小后增大??鞏固練習(xí)1．下列關(guān)于原子模型及其建立過程敘述正確的是（）A．陰極射線是電子流，湯姆孫測出了電子的比荷，并精確測定了電子電荷量B．湯姆孫認(rèn)為原子是一個球體，正電荷布滿性地均勻分布于球內(nèi)，電子鑲嵌其中;該理論無法解釋α粒子散射現(xiàn)象，后被盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型所取代C．通過α粒子散射試驗可以估算出原子核尺度數(shù)量級為10-10mD．盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗指出原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在一個很小的區(qū)域—原子核2．1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的同學(xué)用粒子轟擊金箔，爭辯粒子被散射的狀況，其試驗裝置如圖所示。關(guān)于粒子散射試驗，下列說法正確的是（）A．粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它跟電子發(fā)生了碰撞B．在粒子散射試驗中，絕大多數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)C．粒子散射試驗說明原子中有一個帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量D．通過粒子散射試驗還可以估量原子核半徑的數(shù)量級是3．（多選）關(guān)于α粒子散射試驗現(xiàn)象及分析，下列說法正確的是（）A．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動，說明正電荷在原子內(nèi)分布均勻，受到原子核的排斥力平衡B．絕大多數(shù)α粒子沿原方向運動，說明這些α粒子受到原子核的排斥力很小，原子內(nèi)大部分空間是空的C．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明這些α粒子受到原子核的排斥力比較大，原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷集中在原子內(nèi)很小空間D．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明這些α粒子受到原子核外電子很大的排斥力4．盧瑟福指導(dǎo)他的助手進(jìn)行的α粒子散射試驗所用儀器的示意圖如圖所示。放射源放射的α粒子打在金箔上，通過顯微鏡觀看散射的α粒子。試驗發(fā)覺，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來方向前進(jìn)，但少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)的角度甚至大于90°，于是，盧瑟福大膽猜想（）A．原子半徑的數(shù)量級是10－10mB．原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子C．原子內(nèi)部有體積很小、質(zhì)量很大的核D．造成α粒子偏轉(zhuǎn)的主要緣由是它受到了原子中電子的作用5．α粒子散射試驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是由于（）A．α粒子與電子根本無相互作用B．α粒子受電子作用的合力為零，是由于電子是均勻分布的C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽視不計D．電子很小，α粒子碰撞不到電子6．（多選）在粒子散射試驗中，假如一個粒子跟金箔中的電子相碰，下列說法正確的是（）A．粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn) B．粒子不會發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．粒子可能被彈回 D．粒子能量幾乎不變

7．（多選）如圖所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射試驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時觀看到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是（）A．放在A位置時，相同時間內(nèi)觀看到屏上的閃光次數(shù)最多B．放在C、D位置時，屏上觀看不到閃光C．盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗觀看到的現(xiàn)象確定了湯姆孫的“棗糕模型”D．盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型8．圖是盧瑟福為解釋粒子散射試驗而提出的情境。占金原子質(zhì)量絕大部分的原子核集中在很小的空間范圍，曲線表示粒子的運動軌跡。下列說法正確的是（）A．越接近原子核的粒子發(fā)生散射時的偏轉(zhuǎn)角越小B．電子質(zhì)量約為粒子質(zhì)量的，因此電子對粒子速度的影響可以忽視C．由該試驗可以得出粒子與金原子核肯定帶異種電荷D．若試驗中換用輕金屬笛片，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子將會增多9．（多選）依據(jù)α粒子散射試驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景，圖中實線表示α粒子運動軌跡。下列說法正確的是（）A．盧瑟福在α粒子散射試驗中發(fā)覺了電子B．α粒子消滅較大角度偏轉(zhuǎn)的緣由是α粒子接近原子核時受到的庫侖斥力較大C．α粒子消滅較大角度偏轉(zhuǎn)的過程中電勢能先變小后變大D．α粒子消滅較大角度偏轉(zhuǎn)的過程中加速度先變大后變小10．（多選）英國物理學(xué)家盧瑟福用α粒子轟擊金箔后，依據(jù)試驗結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說。如圖所示，O表示金原子核的位置，曲線ab和cd分別表示經(jīng)過金原子核四周的α粒子的運動軌跡，其中能正確反映試驗結(jié)果的是（）A．B．C． D．1