1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-5 第十八章 原子结构成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 原子结构 第十八章 第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 第二节 原子的核式结构模型第十八章 第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 6第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 学习目标定位第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5
2、 掌握粒子的散射实验及其实验结果了解原子的核式结构模型及原子核的电荷与尺度理解原子核式结构提出的主要思想第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 课堂情景切入第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 原子很小，无法直接观察。英国科学家卢瑟福首次用粒子轰开了原子的大门，揭开了人们对原子结构研究的序幕。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 知识自主梳理第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 汤姆孙在发现电子后，便投入了对原子内部结构的探索，他运用丰富的想象，提出了原
3、子_模型(如图所示)。在这个模型里，汤姆孙把原子看作一个球体，正电荷_地分布在整个球内，电子象枣糕上的枣子一样嵌在球中，被_吸引着。原子内正、负电荷_，因此原子的整体呈_性。汤姆孙的枣糕式模型枣糕均匀正电荷相等中第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 19091911年卢瑟福和他的助手做了用粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现。1实验装置(如图所示)粒子散射实验说明：(1)整个实验过程在真空中进行。(2)金箔很薄，粒子(42He 核)很容易穿过。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 2实验结果绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿
4、_，但 是 有 少 数 粒 子 发 生 了 _ 的 偏 转，极 少 数 粒 子 被_。3实验意义卢瑟福通过粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了_模型。原来的方向前进较大反向弹回核式结构第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 卢瑟福依据粒子散射实验的结果，提出了原子核的核式结构：原子中心有一个很小的核，叫_，原子的全部_电荷和几乎全部_都集中在核里，带负电的_在核外空间绕核旋转。(如图所示)卢瑟福的核式结构模型原子核正质量电子第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 原子核的电荷数等于核外_数，接近于原子序数，原子核大小的
5、数量级为_m，原子大小数量级为_m，两者相差十万倍之多，可见原子内部十分“空旷”。若原子相当于一个立体的足球场的话，则原子核就象足球场中的一粒米。原子核的电荷与尺度电子10151010第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 重点难点突破第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 一、粒子的散射实验否定了汤姆孙的原子模型1 粒子在穿过原子之间时，所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，粒子不会发生偏转。2 粒子正对着电子射来，质量远小于 粒子的电子不可能使 粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹。第十八章 第二节成才之路 高中新课程
6、学习指导 人教版 物理 选修3-5 二、原子的核式结构模型对 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，受到原子核的斥力很小，粒子就象穿过“一片空地”一样，无遮无挡，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。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 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，如图所示。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 特别提醒：(1)粒子与原子核之间的万有
7、引力远小于两者之间的库仑斥力，因而可以忽略不计。(2)粒子并没有与金原子核直接发生碰撞，偏转的原因是库仑斥力影响的结果。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 卢瑟福对粒子散射实验的解释是()A使粒子产生偏转的力主要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能产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第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 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，故B对，A错；
8、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。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 三、粒子散射过程中的受力及能量转化情况1 粒子的受力情况 粒子与原子核间的作用力是库仑斥力 FkQqr2。粒子离原子核越近，库仑力越大，运动加速度越大；反之，则越小。方向：粒子的受力沿原子核与 粒子的连线，由原子核指向 粒子。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 2库仑力对 粒子的做功情况(1)当 粒子靠近原子核时，库仑力做负功，电势能增加。(2)当 粒子远离
9、原子核时，库仑力做正功，电势能减小。3 粒子的能量转化情况仅有库仑力做功，能量只在电势能和动能之间相互转化，而总能量保持不变。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 粒子散射实验中，当粒子最靠近原子核时，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最小D所受原子核的斥力最大答案：AD第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 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
10、，总能量守恒。根据库仑定律，距离最近时，斥力最大。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 三、原子的核式结构模型与原子核的组成1原子的核式结构与原子的枣糕模型的对比核式结构枣糕模型原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 2.原子内的电荷关系原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子序数。3原子核的组成原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数。4原子核的大小原子的半径数量级为1010m，原子核半径的数
11、量级为1015m，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。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 下列关于原子核式结构理论说法正确的是()A是通过发现电子现象得出来的B原子的中心有个核，叫作原子核C原子的正电荷均匀分布在整个原子中D原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外旋转答案：BD第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：原子的核式结构模型是在粒子的散射实验结果的基础上提出的，A错误。原子中绝大部分是空的，带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子核，
12、B正确，C错误。原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外旋转，D正确。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 考点题型设计第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 粒子散射实验(珠海高二检测)如图为 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，关于观察到的现象，下述说法不正确的是()第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
13、C放在C、D位置时屏上观察不到闪光D放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：根据粒子散射实验的现象，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到闪光次数最多，故A正确，少数粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光会逐渐减少，因此B、D正确，C错。答案：C第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 点评：(1)明确实验装置中各部分的组成及作用。(2)弄清实验现象，知道“绝大多数”、“少数”和“极少数”粒子的运动情况。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (福州市20142015学年高三模拟)在卢瑟
14、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_。(填选图下方的字母)第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 答案：C解析：粒子越靠近原子核，库仑斥力越大，轨迹弯曲的越大。C正确。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 原子的核式结构模型关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是()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的向心力是原子核对它的库仑力C原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D原子核的直径的数量级是 1010m第十八章 第二节成才之
15、路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，而原子核又很小，所以原子内绝大部分区域是“空”的，A正确，C错误；电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑引力提供向心力，B正确；原子核直径的数量级是1015m，原子直径的数量级是1010m，D错误。答案：AB第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (南京市20142015学年高二下学期三校联考)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A原子中心有一个很小的原子核B原子核是由质子和中子组成的C原子质量几乎全部集中在原子核内D原子的正电荷全部集中
16、在原子核内答案：B第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：根据卢瑟福原子核的 粒子散射实验，可以得到选项 A、C、D 的结论；查德威克通过 粒子轰击氮原子核实验得出了原子核是由质子和中子组成的结论，选项 B 符合题意。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 粒子散射过程中的能量转化在 粒子散射实验中，根据 粒子与原子核发生对心碰撞时能达到的最小距离可以估算原子核的大小，现有一个 粒子以 2.0107m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为 79。求 粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达
17、式为 Epkq1q2r，粒子质量为6.641027kg)。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：当 粒子靠近原子核运动时，粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能。设 粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为 d，则12mv2kq1q2dd2kq1q2mv2 29.01092791.6101926.6410272.01072m2.71014m。答案：2.71014m第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 如图所示，根据粒子散射实验，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
18、的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是()A动能先增大，后减小B电势能先减小，后增大C电场力先做负功，后做正功，总功等于零D加速度先变小，后变大答案：C第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：根据卢瑟福提出的核式结构模型，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷电场类似。粒子从a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b运动到c，电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，则电场力做的总功等于零，A、B错误，C正确；a、b、c三点的场强关系EaEcEb，故粒子的加速度先变大，后变小，D错误。第十八章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 课 时 作 业（点此链接）
