1、1电子的发现2原子的核式结构模型目标定位1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷.2.知道粒子散射实验的实验方法和实验现象及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容.3.能说出原子和原子核大小的数量级 一、阴极射线1实验：如图181、21所示，图181、21真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，接感应线圈的负极，A是金属环制成的阳极，在K、A间加近万伏的高电压，可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影2阴极射线：荧光的实质是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线二、电子的发现1让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转情况，证明了它
2、的本质是带负电的粒子流，并求出其比荷2密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷电子电荷量一般取e1.61019_C，电子质量me9.11031_kg想一想电子发现的重大意义是什么？答案电子是人类发现的第一个比原子小的粒子电子的发现，打破了原子不可再分的传统观念，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有内部结构从此，原子物理学飞速发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代三、粒子散射实验1粒子从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍2实验结果绝大多数粒子穿过金箔后，基本沿原方向前
3、进少数粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90.3卢瑟福的核式结构模型1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动四、原子核的电荷与尺度1原子内的电荷关系各种元素的原子核的电荷数与原子内含有的电子数相等，非常接近它们的原子序数2原子核的组成原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就等于原子核中的质子数3原子核的大小对于一般的原子核，实验确定的原子核半径R的数量级为1015m，而整个原子半径的数量级是1010m因而原子内部十分“空旷”一、探究电子发现的历程1真空玻璃管两极加上高电压玻璃管壁上发出荧光2德国物理学家戈德斯坦将阴极
4、发出的射线命名为阴极射线3猜想(1)阴极射线是一种电磁辐射(2)阴极射线是带电微粒4英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转 5密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量例1汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是()A电子是原子核的组成部分B电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C电子电荷量的数值约为1.6021019 CD电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷答案BC解析电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比二、对粒子散射实验的理解1装置：放
5、射源、金箔、荧光屏等，如图181、22所示 图181、222现象：(1)绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进(2)少数粒子发生较大的偏转(3)极少数粒子偏转角度超过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)粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，粒子才能穿过4汤姆孙的原子模型不能解释粒子的大角度散射图181、23例2如图181、23为卢瑟福所做的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()A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
6、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解析在卢瑟福粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数粒子发生大角度偏转，极少数粒子偏转角度大于90，极个别粒子反弹回来，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对借题发挥解决粒子散射实验问题的技巧(1)熟记装置及原理(2)理解建立核式结构模型的要点核外电子不会使粒子的速度发生明显改变汤姆孙的原子模型不能解释粒子的大角度散射少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体
7、的作用绝大多数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、电量都集中在体积很小的核内针对训练1(2013福建高考)在卢瑟福粒子散射实验中，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粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是() 答案C解析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对三、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对粒子散射实验结果的解释(1)当粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核
8、的斥力很小，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数粒子不发生偏转(2)只有当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)如果粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180，这种机会极少，如图181、24所示 图181、243数量级：原子的半径数量级为1010 m，原子核半径的数量级为1015 m，原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一，体积只相当于原子体积的1015.例3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原子核的直径大约为1010 m答案D解
9、析卢瑟福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1015 m，而原子直径的数量级为1010 m，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在卢瑟福粒子散射实验中，只有少数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
10、是建立在粒子散射实验结果基础上的，C、D的说法没有错，但与题意不符电子的发现及对电子的认识1关于阴极射线的性质，判断正确的是()A阴极射线带负电B阴极射线带正电C阴极射线的比荷比氢原子比荷大D阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子的比荷大得多，故A、C正确2阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图181、25所示若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为() 图181、25A平行于纸面向左 B平行于纸面向上C垂直于纸面向外 D垂直于纸面向里答案C解析由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右传
11、播，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确 粒子散射实验的理解3在粒子的散射实验中，使少数粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对粒子的()A万有引力 B库仑力C磁场力 D核力答案B 原子的核式结构模型4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
12、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5卢瑟福对粒子散射实验的解释是()A使粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对粒子的作用力B使粒子产生偏转的力是库仑力C原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进D能发生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子答案BCD解析原子核带正电，与粒子间存在库仑力，当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，只有离核很近的粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对题组一电子的发现及对
13、电子的认识1关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()A阴极射线本质是氢原子B阴极射线本质是电磁波C阴极射线本质是电子D阴极射线本质是X射线答案C解析阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的2关于阴极射线，下列说法正确的是()A阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流C阴极射线是组成物体的原子D阴极射线沿直线传播，但可被电场、磁场偏转答案BD解析阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，B正确，A错误；电子是原子的组成部分，C错误；电子可被电场、磁场偏转，D正确3关于电荷的电荷量下列说法错误的是(
14、)A电子的电量是由密立根油滴实验测得的B物体所带电荷量可以是任意值C物体所带电荷量最小值为1.61019 CD物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍答案B解析密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.61019 C，并提出了电荷量子化的观点，因而A对，B错，C对；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对因此选B.4如图181、26是阴极射线管示意图接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是() 图181、26A加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C加一电场，电场方向沿z轴负方向D加一电场，
15、电场方向沿y轴正方向答案 B解析若加磁场，由左手定则可知，所加磁场方向沿y轴正方向，B正确；若加电场，因电子向下偏转，则电场方向沿z轴正方向题组二对粒子散射实验的理解5卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用粒子轰击金箔，实验中发现粒子()A全部穿过或发生很小偏转B绝大多数穿过，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解析卢瑟福的粒子散射实验结果是绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故选项A错误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
16、C、D错误6如图所示，X表示金原子核，粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的() 答案D解析粒子离金核越远，其所受斥力越小，轨道弯曲的就越小，故D对7当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粒子一直受到原子核的斥力作用C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粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案B解析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；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错误题组三卢瑟福的核式结构模型8卢瑟福的粒子散射
17、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1010 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解析根据粒子散射实验现象，绝大多数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1010 m，B错，故选D.9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1010 m，原子核半径的数量级是1015 m答案BD解析
18、根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项B、D正确10粒子散射实验中，当粒子最接近原子核时，粒子符合下列哪种情况()A动能最小B势能最小C粒子与金原子组成的系统的能量小D所受原子核的斥力最大答案AD解析该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点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11已知金的原子序数为79，粒子离金原子核的最近距离为1013m，则粒子离金核最近时受到的库仑力多大？对粒子产生的加速度多大？已知粒子的电荷量q2e，质量m6.641027kg.答案
19、3.64 N5.481026 m/s2解析分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出：粒子离核最近时受到的库仑力Fkk9109 N3.64 N.库仑斥力对粒子产生的加速度大小a m/s25.481026 m/s2.12已知电子质量为9.11031kg，带电荷量为1.61019 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.531010m，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/s2.181018 J1.531016 s1.05103 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ve 1.61019m/s2.19106 m/s；其动能Ekmv29.11031(2.19106)2J2.181018 J；运动周期T s1.531016 s；电子绕核运动形成的等效电流IA1.05103 A.
