《2018-2019版物理新导学笔记选修3-5讲义江苏专用版：第十八章 原子结构 12 word版含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019版物理新导学笔记选修3-5讲义江苏专用版：第十八章 原子结构 12 word版含答案（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1电子的发现2原子的核式结构模型学习目标1.知道阴极射线是由电子组成的，了解汤姆孙研究电子的方法，知道电子的电荷量和比荷.2.知道粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.3.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，能说出原子核的数量级一、阴极射线电子的发现导学探究1在如图1所示的演示实验中，K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极K和A之间加上近万伏的高电压后，管端玻璃壁上能观察到什么现象？该现象说明了什么问题？图1答案能看到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影，这说明阴极能够发出某种射线，并且撞击玻璃引起荧光2人们对阴极射线的本质的认识有两种观点，一种观点认为是一种电磁波，另一种
2、观点认为是带电微粒，你认为应如何判断哪种观点正确？答案可以让阴极射线通过电场或磁场，若射线垂直于磁场(电场)方向射入之后发生了偏转，则说明该射线是由带电微粒组成的知识梳理1阴极射线科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管阴极发射出的一种射线，叫做阴极射线2阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播；(2)碰到荧光物质可使荧光物质发出荧光3电子的发现汤姆孙让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明了它的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷4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e1.61019C，电子质量me9.11031kg.二、粒子散射实验导学探究
3、如图2所示为1909年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行粒子散射实验时的实验装置，阅读课本，回答以下问题：图2(1)什么是粒子？(2)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？(3)实验现象如何？(4)少数粒子发生大角度散射的原因是什么？答案(1)粒子(He)是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7300倍(2)粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的粒子带荧光屏的放大镜：观察粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光实验过程：粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金
4、原子中的带电粒子对粒子有库仑力的作用，一些粒子的运动方向改变带有放大镜的荧光屏可以沿图中虚线转动，以统计向不同方向散射的粒子的数目(3)粒子散射实验的实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90.(4)粒子带正电，粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射知识梳理1粒子散射实验装置由粒子源、金箔、带有荧光屏的放大镜等几部分组成，实验时从粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中2实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90.3粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模
5、型”无法解释三、原子的核式结构模型原子核的电荷与尺度导学探究1原子中的原子核所带电荷量有何特点？答案原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的总电荷量相等2核式结构模型是如何解释粒子散射实验结果的？答案(1)由于原子核很小，大多数粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动方向几乎不改变(2)只有极少数粒子有机会与原子核接近，受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转知识梳理1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2原子核的电荷与尺度一、对阴极射线的认识例1阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下
6、加速飞向阳极，如图3所示若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为()图3A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，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，为使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确二、对粒子散射实验的理解1实验现象(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180.2理解(1)核外电子不会使粒子的速度发生明显改变(2)汤姆孙的原子模型不能解释粒子的大角度散射(3)少数粒
7、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、电荷量均比它本身大得多的物体的作用(4)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，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在体积很小的核内例2如图4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察粒子在各个角度的散射情况下列说法中正确的是()图4A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卢瑟福选用不同重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
8、生散射的主要原因是粒子撞击到金箔原子后产生的反弹答案C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A处观察到的粒子数多，B处观察到的粒子数少，所以选项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，C正确例3(多选)用粒子轰击金箔，粒子在接近金原子核时发生偏转的情况如图5所示，则粒子的路径可能是()图5AaBbCcDa、b、c答案AC解析粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显，当正好击中原子核时，由于粒子质量较小而反弹解决这类问题的关键是理解并熟记以下两点：(1)明确实验装置中各部分的组成及作用(2)弄
9、清实验现象，知道“绝大多数”、“少数”和“极少数”粒子的运动情况及原因.1(对阴极射线的认识)(多选)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现()A阴极射线在电场中偏向正极板一侧B阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量答案AD解析阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A正确；由于电子带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷不同，B错误；不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C错误；在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量，最早测出电子电荷量的是美国
10、物理学家密立根，D正确2(电子比荷的测定)关于密立根的“油滴实验”，下列说法正确的是()A密立根利用电场力和磁场力平衡的方法，测得了带电体的最小带电荷量B密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量C密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量D密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子质量的千分之一答案B3(原子的核式结构模型)(多选)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原子的全部电荷和全部质量都集中在原子核里D原子核的半径的数量级是1010m答案AB解析因为原子的全部正电荷
11、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；原子核半径的数量级是1015m，原子半径的数量级是1010m，D错误考点一对阴极射线的认识及比荷的测定1(多选)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核比荷大D阴极射线的比荷比氢原子核比荷小答案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，其比荷比氢原子核的比荷大得多，故A、C正确2.(多选)如图1所示，一只阴极射线管左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一
12、通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则()图1A导线中的电流由A流向BB导线中的电流由B流向AC如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现D电子的径迹与AB中电流的方向无关答案BC解析阴极射线带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里；由安培定则判断AB中电流的方向由B流向A.电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变3密立根油滴实验原理如图2所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间电压为U，形成竖直向下、场强为E的匀强电场用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴通过显微镜可找到悬浮不动的油滴，若此悬浮油滴的质量为m，重力加速度为g，
13、则下列说法正确的是()图2A悬浮油滴带正电B悬浮油滴的电荷量为C增大场强，悬浮油滴将向上运动D油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍答案C解析带电油滴在两板间静止时，所受电场力向上，应带负电，A项错；qEmg，即qmg，所以q，B项错；当E变大时，qE变大，合力向上，油滴向上运动，C正确；任何带电体的电荷量都是电子电荷量的整数倍，D项错4(多选)如图3所示是阴极射线显像管及其偏转圈的示意图，显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转，下列说法中正确的是()图3A如果偏转线圈没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正
14、中的O点B如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的磁感应强度的方向应该垂直纸面向里C如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的磁感应强度的方向应该垂直纸面向里D如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场的磁感应强度应该先由小到大，再由大到小答案AC解析如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线沿直线运动，打在O点，A正确；由阴极射线的电性及左手定则可知B错误，C正确；由R可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误考点二粒子散射实验及原子的核式结构模型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的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，并且有极少数粒子的偏转角度超过90，有的甚至被弹回，故选项B正确，C、D错误6(多选)关于粒子散射实验，下列说法正确的是()A在实验中，观察
