成才之路 物理 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 人教版 選修3 5 原子結構 第十八章 第二節原子的核式結構模型 第十八章 原子很小 無法直接觀察 英國科學家盧瑟福首次用 粒子轟開了原子的大門 揭開了人們對原子結構研究的序幕 湯姆孫在發現電子后 便投入了對原子內部結構的探索 他運用豐富的想象 提出了原子 模型 如圖所示 在這個模型里 湯姆孫把原子看作一個球體 正電荷 地分布在整個球內 電子象棗糕上的棗子一樣嵌在球中 被 吸引著 原子內正 負電荷 因此原子的整體呈 性 湯姆孫的棗糕式模型 棗糕 均勻 正電荷 相等 中 1909 1911年盧瑟福和他的助手做了用 粒子轟擊金箔的實驗 獲得了重要的發現 1 實驗裝置 如圖所示 粒子散射實驗 2 實驗結果絕大多數 粒子穿過金箔后基本上仍沿 但是有少數 粒子發生了 的偏轉 極少數粒子被 3 實驗意義盧瑟福通過 粒子散射實驗 否定了湯姆孫的原子模型 建立了 模型 原來的方向前進 較大 反向彈回 核式結構 盧瑟福依據 粒子散射實驗的結果 提出了原子核的核式結構 原子中心有一個很小的核 叫 原子的全部 電荷和幾乎全部 都集中在核里 帶負電的 在核外空間繞核旋轉 如圖所示 盧瑟福的核式結構模型 原子核 正 質量 電子 原子核的電荷數等于核外 數 接近于原子序數 原子核大小的數量級為 m 原子大小數量級為 m 兩者相差十萬倍之多 可見原子內部十分 空曠 若原子相當于一個立體的足球場的話 則原子核就象足球場中的一粒米 原子核的電荷與尺度 電子 10 15 10 10 特別提醒 1 粒子與原子核之間的萬有引力遠小于兩者之間的庫侖斥力 因而可以忽略不計 2 粒子并沒有與金原子核直接發生碰撞 偏轉的原因是庫侖斥力影響的結果 盧瑟福對 粒子散射實驗的解釋是 a 使 粒子產生偏轉的力主要是原子中電子對 粒子的作用力b 使 粒子產生偏轉的力是庫侖力c 原子核很小 粒子接近它的機會很小 所以絕大多數的 粒子仍沿原來的方向前進d 能產生大角度偏轉的 粒子是穿過原子時離原子核近的 粒子答案 bcd 解析 原子核帶正電與 粒子間存在庫侖力 當 粒子靠近原子核時受庫侖力而偏轉 故b對 a錯 由于原子核非常小 絕大多數粒子經過時離核較遠因而運動方向幾乎不變 只有離核很近的 粒子受到的庫侖力較大 方向改變較多 故c d對 粒子散射實驗中 當 粒子最靠近原子核時 粒子符合下列哪種情況 a 動能最小b 勢能最小c 粒子與金原子組成的系統的能量最小d 所受原子核的斥力最大答案 ad 解析 該題考查了原子的核式結構 動能 電勢能 庫侖定律及能量守恒等知識點 粒子在接近金原子核的過程中 要克服庫侖力做功 動能減少 電勢能增加 兩者相距最近時 動能最小 電勢能最大 總能量守恒 根據庫侖定律 距離最近時 斥力最大 2 原子內的電荷關系原子核的電荷數與核外的電子數相等 非常接近原子序數 3 原子核的組成原子核由質子和中子組成 原子核的電荷數等于原子核的質子數 4 原子核的大小原子的半徑數量級為10 10m 原子核半徑的數量級為10 15m 原子核的半徑只相當于原子半徑的十萬分之一 體積只相當于原子體積的10 15 下列關于原子核式結構理論說法正確的是 a 是通過發現電子現象得出來的b 原子的中心有個核 叫作原子核c 原子的正電荷均勻分布在整個原子中d 原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里 帶負電的電子在核外旋轉答案 bd 解析 原子的核式結構模型是在 粒子的散射實驗結果的基礎上提出的 a錯誤 原子中絕大部分是空的 帶正電的部分集中在原子中心一個很小的范圍 稱為原子核 b正確 c錯誤 原子核集中了原子全部正電荷和幾乎全部質量 帶負電的電子在核外旋轉 d正確 粒子散射實驗 a 相同時間內放在a位置時觀察到屏上的閃光次數最多b 相同時間內放在b位置時觀察到屏上的閃光次數比放在a位置時少得多c 放在c d位置時屏上觀察不到閃光d 放在d位置時屏上仍能觀察到一些閃光 但次數極少解析 根據 粒子散射實驗的現象 絕大多數 粒子穿過金箔后 基本上沿原方向前進 因此在a位置觀察到閃光次數最多 故a正確 少數 粒子發生大角度偏轉 因此從a到d觀察到的閃光會逐漸減少 因此b d正確 c錯 答案 c 點評 1 明確實驗裝置中各部分的組成及作用 2 弄清實驗現象 知道 絕大多數 少數 和 極少數 粒子的運動情況 福州市2014 2015學年高三模擬 在盧瑟福 粒子散射實驗中 金箔中的原子核可以看作靜止不動 下列各圖畫出的是其中兩個 粒子經歷金箔散射過程的徑跡 其中正確的是 填選圖下方的字母 答案 c解析 粒子越靠近原子核 庫侖斥力越大 軌跡彎曲的越大 c正確 原子的核式結構模型 解析 因為原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核內 而原子核又很小 所以原子內絕大部分區域是 空 的 a正確 c錯誤 電子繞原子核的圓周運動是原子核與電子間的庫侖引力提供向心力 b正確 原子核直徑的數量級是10 15m 原子直徑的數量級是10 10m d錯誤 答案 ab 南京市2014 2015學年高二下學期三校聯考 不能用盧瑟福原子核式結構模型得出的結論是 a 原子中心有一個很小的原子核b 原子核是由質子和中子組成的c 原子質量幾乎全部集中在原子核內d 原子的正電荷全部集中在原子核內答案 b 粒子散射過程中的能量轉化 如圖所示 根據 粒子散射實驗 盧瑟福提出了原子的核式結構模型 圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線 實線表示一個 粒子的運動軌跡 在 粒子從a運動到b 再運動到c的過程中 下列說法中正確的是 a 動能先增大 后減小b 電勢能先減小 后增大 c 電場力先做負功 后做正功 總功等于零d 加速度先變小 后變大答案 c 解析 根據盧瑟福提出的核式結構模型 原子核集中了原子的全部正電荷 即原子核外的電場分布與正點電荷電場類