1、2原子的核式结构模型记一记原子的核式结构模型知识体系1个实验粒子散射实验2个模型枣糕模型、核式结构模型3个实验结论大多数、少数、极少数辨一辨1.电子的发现说明了原子内部有复杂结构()2粒子散射实验揭示了原子的核式结构()3粒子散射实验中绝大多数粒子都发生了较大偏转()4原子核的直径数量级为1010 m()5粒子散射实验表明了原子的质量几乎全部都集中在原子核上()想一想1.根据核式结构模型，原子组成微粒是什么？它们的大小尺度是怎样的？提示：原子核和核外电子原子半径数量级1010 m，原子核半径的数量级1015 m.2.如图所示为原子核式结构模型的粒子散射图景(1)为什么绝大多数的粒子穿过金箔后，
2、基本上仍沿原来运动方向前进？(2)为什么少数的粒子穿过金箔后，发生了大角度的偏转？提示：(1)因为原子核很小，所以绝大多数粒子穿过原子时，离核较远，受到原子核的斥力很小，基本上仍沿原来运动方向前进(2)少数粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转思考感悟：练一练1.2019河北邯郸模拟在对粒子散射实验的现象分析时，我们并没有考虑粒子跟电子碰撞，这是因为()A粒子与电子之间有斥力作用，但斥力很小，可忽略B粒子虽受电子作用，但电子对粒子的合力为零C电子体积极小，粒子不可能碰撞到电子D电子质量极小，粒子与电子碰撞时能量损失可忽略解析：粒子与电子间有库仑引力作用，但库仑引力很小
3、电子的质量很小，粒子与电子相碰，运动方向几乎不改变，所以粒子与电子碰撞时能量的损失可以忽略，选项A、B、C错误，D正确答案：D2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电子的发现B中子的发现C粒子散射实验 D光电效应实验解析：卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故C正确，A、B、D错误答案：C3.在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示，图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域，不考虑其他原子核对该粒子的作用，那么该原子核可能位于()A区域 B区域C区域 D区域解析：卢瑟福
4、通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，正电荷全都集中在原子核内，粒子带正电，同种电荷相互排斥，区域符合题意，故选项A正确答案：A4在氢原子中，可以认为核外电子绕原子核做匀速圆周运动，轨道半径为5.31011 m求电子沿轨道运动的动能解析：电子绕原子核做匀速圆周运动所需要的向心力由库仑力提供，所以有k又Ekmv2由得Ek，将k9.0109 Nm2/C2，e1.61019 C，r5.31011 m，代入得Ek2.21018 J.答案：2.21018 J要点一 粒子散射实验1.下列对粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有()A实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B金箔的厚度对实验无影响C如
5、果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象D实验装置放在空气中和真空中都可以解析：由对粒子散射实验装置的描述可知A项正确实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于粒子的质量，散射现象仍然发生，C项错空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错答案：A2(多选)如图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，下列说法中正确的是()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
6、闪光次数比放在A时稍少些C放在D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B、D错，C对答案：AC32019大庆检测根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型如图所示为原子核式结构模型的粒子散射图图中实线表示粒子的运动轨迹其中一个粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(粒子在b点时距原子核最近)，下列判断正确的是()A粒子的动能
7、先增大后减小B粒子的电势能先增大后减小C粒子的加速度先变小后变大D电场力对粒子先做正功后做负功解析：根据题意，粒子带正电，此粒子由a到b是接近带正电的原子核，由b到c是离开带正电的原子核，故电场力对粒子先做负功后做正功，所以其电势能先增大后减小，而动能先减小后增大，B正确，A、D错误根据库仑定律和牛顿第二定律可知粒子加速度先增大后减小，C错误答案：B4(多选)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电子对它的吸引力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
8、的粒子解析：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A、B错；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对答案：CD要点二 原子的核式结构模型与原子核的组成5.2019滨州月考(多选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有()A原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部的质量B正电荷在原子中是均匀分布的C带负电的电子在核外运动D原子中带正电的体积很小的部分就是原子核解析：卢瑟福的粒子散射实验使卢瑟福惊奇的就是粒子发生了较大角度的偏转，这是由于粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，粒
9、子能接近原子核的机会很少，大多数粒子都从核外的空间穿过，与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生什么改变，故选项A、C、D正确，B错误答案：ACD6(多选)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，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正确答案
10、：BD72019南昌市一模在粒子散射实验中，粒子的偏转是由于受到原子内正电荷的库仑力作用而发生的，其中有极少数粒子发生了大角度偏转，甚至被反向弹回假定一个速度为v的高速粒子(He)与金原子核(Au)发生弹性正碰(碰撞前金原子核可认为是静止的)，则()A粒子在靠近金原子核的过程中电势能逐渐减小B粒子散射实验说明原子核是由质子和中子组成的C粒子散射实验说明带正电的物质均匀分布在原子内部D当它们的距离最小时，粒子与金原子核的动量大小之比为4197解析：粒子在靠近金原子核的过程中，需要克服电场力做功，电势能逐渐增大，A错误；粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电物质集中在很小的空间内，不能说明原子
11、核是由质子和中子组成的，B、C错误；当它们的距离最小时，二者速度相等，粒子与金原子核的动量大小之比等于质量之比，为4197，D正确答案：D8如图所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知UNM100 V一个粒子以2.5105 m/s的速率从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点，求粒子在B点时速度的大小(已知m6.641027 kg)解析：粒子从A点运动到B点，库仑力做的功WABqUMNqUNM，由动能定理WABmvmv，故vB m/s2.3105 m/s答案：2.3105 m/s基础达标1.2019成都模拟(多选)卢瑟福用粒子轰击金箔，观察粒子的散射现象，提出了原子的核式结构模型，关于粒子的散
12、射现象和原子的核式结构模型，下列说法正确的是()A多数粒子穿过金箔后，发生了较大角度偏转，有的偏转角超过90B只有极少数粒子穿过金箔后，发生了大角度偏转C原子中存在一个体积很小的带正电的原子核，电子在核外绕核运动D原子核几乎集中了原子的全部质量解析：根据粒子散射实验的现象可知，绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数粒子发生了较大角度偏转，极少数粒子发生了大角度偏转，故A错误，B正确；从绝大多数粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的原子核只占整个原子的很小空间，电子在核外绕核运动，原子核几乎集中了原子的全部质量，故C、D正确答案：BCD2(多选)以原子的核式结构模型为基
13、础，下列对原子结构的认识，正确的是()A原子中绝大部分是空的，原子核很小B电子绕核旋转，库仑引力提供向心力C原子的全部正电荷都集中在原子核里D原子核的半径的数量级为1010 m解析：卢瑟福粒子散射实验的结果否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的核式结构模型，并估算出原子核半径的数量级为1015 m，而原子半径的数量级为1010 m，是原子核半径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的原子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原子的全部正电荷都集中在原子核里答案：ABC32019上海模拟在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生了大角度偏转，其原因是()A原子是可再分的B正电荷
14、在原子内是均匀分布的C原子中有带负电的电子，电子会对粒子有引力作用D原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上解析：阴极射线的发现，说明原子是可再分的，粒子散射实验，并不能说明原子可再分，A错误；在粒子散射实验中有少数粒子发生了较大角度的偏转，这是由于粒子与原子核均带正电，且原子核极小，粒子能接近原子核的机会很小，大多数粒子都从核外的空间穿过，粒子与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向基本不发生改变，只有少数粒子十分接近原子核时，受到很大的库仑斥力的作用，库仑斥力使粒子发生大角度偏转，故选项D正确，B、C错误答案：D4如图所示，实线表示金原子核电场的等势面，虚线表示粒子在金原子核电场中
15、散射时的运动轨迹设粒子通过a、b、c三点时的速率分别为va、vb、vc，电势能分别为Ea、Eb、Ec，则()Avavbvc，EbEaEcBvbvcva，EbEaEcCvbvavc，EbEaEcDvbvaEaEc解析：金原子核和粒子都带正电，粒子在接近金原子核的过程中，需不断克服库仑斥力做功，它的动能减少，速率减小，电势能增加；粒子在远离金原子核过程中，库仑斥力不断对它做正功，它的动能增加，速率增大，电势能减小因此这三个位置的速率大小关系和电势能大小关系为vbvaEaEc，故D选项正确答案：D5如图所示为卢瑟福粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观
16、察粒子在各个角度的散射情况下列说法中正确的是()A在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C卢瑟福选用不同金属箔片作为粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D粒子发生散射的主要原因是粒子撞击到金原子后产生的反弹解析：粒子散射实验现象：绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子有大角度散射所以相同时间内A处观察到的粒子数多，B处观察到的粒子数少，选项A、B错误粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D错误，选项C正确答案：C6卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是()A电子数与质子数相等B原子核的质
17、量大约是质子质量的整数倍C原子核的核电荷数比其质量数小D质子和中子的质量几乎相等解析：原子核如果只是由质子组成，那么原子核的质量与质子质量的比值(即质量数)应该与原子核的电荷量与质子的电荷量的比值(即电荷数)相等，但原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些，所以，原子核内除了质子，还可能有一种质量与质子质量相等，但不带电的中性粒子，即中子答案：C7图示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是()AM点BN点CP点 DQ点解析：粒子与重金属原子核带同种电荷，由于库仑力作用，粒
18、子在运动过程中发生偏转，由牛顿第二定律可知，粒子的加速度方向为其所受库仑力方向，指向轨迹弯曲方向的内侧，故图中P点所示加速度方向正确，即选项C正确答案：C82019山西联考卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，有带电粒子打到光屏上就会产生光斑为验证粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是()A2、10、625、1 205 B1 202、1 305、723、203C1 305、25、7、1 D1 202、1 010、723、203解析：粒子散射实验现象是绝大多数粒子穿过金箔后沿原来的方向前进，少数
19、发生大角度偏转，极少数甚至原路返回，所以C正确，A、B、D错误答案：C能力达标9.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，后变大解析：粒子及原子核均带正电，故粒子受到原子核的库仑斥力粒子从a到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b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，a、c两点电势差为零，则粒子从a到c的过程中，电场力做的总功等
20、于零A、B错误，C正确粒子受到的库仑力F，b点离原子核最近，故粒子在b点时受到的库仑力最大，加速度最大，所以加速度先增大后减小，D错误答案：C102019湖北质检(多选)在粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的粒子()A更接近原子核B更远离原子核C受到一个以上的原子核作用D受到原子核较大的冲量作用E动量的变化量较大解析：由于原子的体积远远大于原子核的体积，当粒子穿越某一个原子空间时，其他原子的原子核距粒子相对较远，而且其他原子核对粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的粒子并非由于受到多个原子核作用，C错误；由库仑定律可知，粒子受到的斥力与
21、距离的平方成反比，粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A正确，B错误；当粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，则散射角度就大，D、E正确答案：ADE112019山西期末(多选)如图所示为粒子散射实验中粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上则以下说法正确的是()A粒子在A处的速度比在B处的速度小B粒子在B处的速度最大C粒子在A、C处的速度大小相等D粒子在B处的速度比在C处的速度小E粒子在A、C两处时电势能相等解析：由能量守恒定律可知，对于A、B、C三点，A、C位于同一等势面上，粒子在A、C处时电势能相等，故
22、动能也相等，则在A、C两点时的速率相等，C、E正确；由A到B，粒子克服库仑力做功，动能减小，电势能增大，故在B点处时速度最小，D正确，A、B错误答案：CDE12在粒子散射实验中，有一个粒子以2.0107 m/s的速度去轰击金箔，金原子的核电荷数为79，求该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式为k，粒子质量为6.641027 kg)解析：从能量转化的角度看，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金原子核发生对心碰撞时所能达到的最近距离为d，则有mv2k解得d m2.71014 m答案：2.71014 m13如果粒子以速度v与电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的)，求碰撞后粒子的速度变化了多少？并由此说明：为什么原子中的电子不能使粒子发生明显的偏转？(粒子质量是电子质量的7 300倍)解析：设粒子初速度为v，质量为M，与电子碰后速度为v1，电子质量为m，与粒子碰后速度为v2，由动量守恒定律得MvMv1mv2由能量关系得Mv2Mvmv由得碰后粒子速度v1v粒子速度变化量v1v1vv把M7 300m代入得v1v0.000 3v可见粒子的速度变化只有万分之三，说明原子中的电子不能使粒子发生明显的偏转答案：见解析
