1.(2012.宝鸡高二检测)卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出( )
A.原子的核式结构模型
B.原子核内有中子存在
C.电子是原子的组成部分
D.原子核是由质子和中子组成的
2.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,电子是均匀分布的
C.α粒子和电子碰撞损失的能量极少,可忽略不计
D.电子很小,α粒子碰撞不到电子
3.(2011.天津高考)下列能揭示原子具有核式结构的实验是( )
A.光电效应实验
B.伦琴射线的发现
C.α粒子散射实验
D.氢原子光谱的发现
4.(2012.泉州高二检测)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹,其中可能正确的是( )
5.关于α粒子散射实验,下列叙述正确的是( )
A.绝大多数α粒子经过金箔后,发生了角度不太大的偏转
B.α粒子在接近原子核的过程中,动能减少,电势能减少
C.α粒子在离开原子核的过程中,动能增加,电势能也增加
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
[课后巩固]
1.(2011.上海高考)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( )
2.关于α粒子散射实验的装置,下列说法正确的是( )
A.全部设备都放在真空中
B.荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个大角度圆周上转动
C.若将金箔改为银箔,效果不受影响
D.金箔的厚度不会影响实验结果
3.以下说法中正确的是( )
A.电子的发现证实了原子核具有复杂的结构
B.电子的发现说明原子不是组成物质的最小单位,原子也是可分的
C.α粒子散射实验证实了原子核由质子和中子组成
D.α粒子散射实验说明了原子带正电的部分占的体积很小
4.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粒子的散射实验
B.对阴极射线的研究
C.天然放射性现象的发现
D.质子的发现
5.在α粒子散射实验中,当α粒子最接近金原子核时,α粒子符合下列哪些情况( )
A.动能最小
B.势能最小
C.α粒子与金原子核组成的系统能量最小
D.所受原子核斥力最大
6.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( )
A.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
7.速度为107 m/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4m0,铝核的质量为27m0,它们相距最近时,铝核获得的动能是原α粒子动能的多少倍?
8.α粒子与金核197Au发生正碰时,如果α粒子能接近金核的最小距离为2×
10-14 m,试估算金核的密度为多少?
答案解析
[课堂训练]
1.[解析]选A。卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了原子的核式结构模型,故A正确。
2.[解析]选C。在α粒子散射实验中,电子与α粒子存在相互作用,A错;电子质量只有α粒子的,电子与α粒子碰撞后,电子对α粒子的影响就像灰尘对枪弹的影响,完全可忽略不计,C正确,B、D错误。
3.[解析]选C。光电效应现象证明了光的粒子性本质,与原子结构无关,选项A错误;伦琴射线的发现以及氢原子光谱的发现都与原子的能级结构有关,都是原子能级跃迁的结论,选项B、D错误;卢瑟福的α粒子散射实验证实了原子的核式结构模型,选项C正确。
4.[解析]选A。在α粒子散射实验中,α粒子十分接近原子核穿过时,受到很大的库仑力作用,偏转角度很大,可知只有A项正确。
5.[解析]选D。由于原子核很小,α粒子接近它的机会很少,所以绝大多数α粒子基本上仍沿直线方向前进。只有极少数发生大角度的偏转,从α粒子的散射实验的数据可以估算出原子核的大小为10-15 m-10-14 m。由此可知A错,D正确;用极端法,α粒子向金核射去,如图所示。可知α粒子接近原子核时,克服电场力做功,所以其动能减少,电势能增加;当α粒子远离原子核时,电场力做正功,其动能增加,电势能减少,所以选项B、C都错。
[课后巩固]
1.[解析]选D。用α粒子轰击金箔时,和金的原子核正碰的α粒子,受到的作用力最大而返回,所以A、C选项错;靠近原子核的α粒子受到的作用力比较远的α粒子受到的作用力大,偏转的角度大,所以B选项错,D选项正确。
2.[解析]选A、B。因为空气对α粒子阻挡作用很明显,α粒子在空气中的射程只有几厘米。所以,实验必须在真空中进行,故A对;因为要观察各个角度的α粒子的散射情况。所以,荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个大角度圆周上转动,B正确;厚度对α粒子散射影响很大,银的延展性较差,C、D错误。
3.[解析]选B、D。电子的发现说明原子是可分的,原子有较复杂的结构,故A错、B对;α粒子散射实验证明了原子的核式结构,不能说明原子核的情况,所以C错、D对。
4.[解析]选A。卢瑟福根据α粒子的散射实验结果,提出了原子的核式结构模型:原子核聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量,电子在核外绕核运动。故正确答案为A。
5.[解析]选A、D。α粒子接近金原子核时,α粒子与原子核之间产生的库仑力做负功,动能减小,势能增大,总能量不变,故A、D正确,B、C错误。
6.[解题指南]解答本题应把握以下三点:
(1)库仑力与点电荷之间的距离的平方成反比。
(2)α粒子和原子核间电场力的方向。
(3)在α粒子的整个运动过程中只有电场力做功,所以只有动能和电势能间的转化。
[解析]选A、B、D。α粒子与原子核的力为库仑斥力,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。
7.[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mαv0=(mα+m铝)v共,所以
=
答案:
8.[解析]粗略地,可把金核看做一个球体,把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r,
则金核的体积表示为
而金核的质量
M=197×1.67×10-27 kg≈3.29×10-25 kg,
故其密度为
≈9.8×1015 kg/m3。
答案:9.8×1015 kg/m3
[总结提升]物理估算题的三条注意事项
(1)根据物理规律建立合理的模型;
(2)熟悉常用的近似公式和物理常量;
(3)突出主要矛盾忽略次要矛盾,建立近似的计算公式或方程,得出正确的数量级。