2018-2019版高中物理 第3章 原子世界探秘 3.1 電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義 3.2 原子模型的提出學(xué)案 滬科版選修3-5.docx

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3.1　電子的發(fā)現(xiàn)及其重大意義 3.2　原子模型的提出 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道陰極射線的組成，電子是原子的組成部分.2.了解湯姆生發(fā)現(xiàn)電子的研究方法及蘊(yùn)含的科學(xué)思想.3.了解α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.4.知道盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容.5.知道原子和原子核大小的數(shù)量級(jí)，原子的組成及帶電情況． 一、陰極射線　電子的發(fā)現(xiàn) [導(dǎo)學(xué)探究]　1.在圖1所示的實(shí)驗(yàn)中，將陰極射線管的陰極和陽(yáng)極接上高壓電源后，用真空泵逐漸抽去管中的空氣，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？當(dāng)氣壓降得很低時(shí)，又有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 圖1 答案　接上高壓電源后，管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，當(dāng)氣壓降得很低時(shí)，管內(nèi)不再發(fā)光，但由陰極發(fā)射出的射線，能使熒光物質(zhì)發(fā)光． 2．人們對(duì)陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)認(rèn)為是一種電磁波，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為是帶電微粒，你認(rèn)為應(yīng)如何判斷哪種觀點(diǎn)正確？ 答案　可以讓陰極射線通過(guò)電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若射線垂直于電場(chǎng)(磁場(chǎng))方向射入之后發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則該射線是由帶電微粒組成的． [知識(shí)梳理] 1．陰極射線的特點(diǎn) (1)在真空中沿直線傳播； (2)碰到物體可使物體發(fā)出熒光． 2．湯姆生對(duì)陰極射線本質(zhì)的探究 結(jié)論：湯姆生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，陰極射線是一種帶負(fù)電的質(zhì)量很小的粒子，物理學(xué)中稱為電子，電子是原子的組成部分． [即學(xué)即用]　判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)陰極射線在真空中沿直線傳播．(　√　) (2)英國(guó)物理學(xué)家湯姆生認(rèn)為陰極射線是一種電磁輻射．(　　) (3)組成陰極射線的粒子是電子．(　√　) (4)電子是原子的組成部分，電子電荷量可以取任意數(shù)值．(　　) 二、α粒子散射實(shí)驗(yàn) [導(dǎo)學(xué)探究]　如圖2所示為1909年英籍物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋革和馬斯頓進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，閱讀課本，回答以下問(wèn)題： 圖2 (1)什么是α粒子？ (2)實(shí)驗(yàn)裝置中各部件的作用是什么？實(shí)驗(yàn)過(guò)程是怎樣的？ (3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？ (4)少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是什么？ 答案　(1)α粒子(He)是從放射性物質(zhì)中發(fā)射出來(lái)的快速運(yùn)動(dòng)的粒子，實(shí)質(zhì)是失去兩個(gè)電子的氦原子核，帶有兩個(gè)單位的正電荷，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7300倍． (2)①α粒子源：把放射性元素釙放在帶小孔的鉛盒中，放射出高能的α粒子． ②帶熒光屏的放大鏡：觀察α粒子打在熒光屏上發(fā)出的微弱閃光． 實(shí)驗(yàn)過(guò)程： α粒子經(jīng)過(guò)一條細(xì)通道，形成一束射線，打在很薄的金箔上，由于金原子中的帶電粒子對(duì)α粒子有庫(kù)侖力的作用，一些α粒子會(huì)改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向．帶有放大鏡的熒光屏可以沿圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng)，以統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的α粒子的數(shù)目． (3)絕大多數(shù)的α粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)的方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，有的α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來(lái)． (4)α粒子帶正電，α粒子受原子中帶正電的部分的排斥力發(fā)生了大角度散射． [知識(shí)梳理] 1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由α粒子源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中． 2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (1)絕大多數(shù)的α粒子穿過(guò)金箔后沿原來(lái)的方向前進(jìn)； (2)少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)； (3)有的α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，有極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來(lái)． 3．實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型． [即學(xué)即用]　判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了湯姆生的原子模型是符合事實(shí)的．(　　) (2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)或反彈．(　　) (3)α粒子大角度的偏轉(zhuǎn)是電子造成的．(　　) (4)α粒子帶有兩個(gè)單位的正電荷，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的2倍．(　　) 三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型　原子核的電荷與尺度 [導(dǎo)學(xué)探究]　1.原子中的原子核所帶電荷量有何特點(diǎn)？ 答案　原子核帶正電，原子是電中性的，原子核所帶電荷量與核外電子所帶的電荷量相等． 2．核式結(jié)構(gòu)模型是如何解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)結(jié)果的？ 答案　①由于原子核很小，大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔時(shí)都離核很遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運(yùn)動(dòng)方向幾乎不改變． ②只有極少數(shù)α粒子有機(jī)會(huì)與原子核接近，受到原子核較大的斥力而發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)． [知識(shí)梳理] 1．核式結(jié)構(gòu)模型：1911年由盧瑟福提出．在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原子核．它集中了原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)． 2．原子核的電荷與尺度 [即學(xué)即用]　判斷下列說(shuō)法的正誤． (1)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為原子中帶正電的部分體積很小，電子在正電體外面運(yùn)動(dòng)． (　√　) (2)對(duì)于一般的原子，由于原子核很小，所以內(nèi)部十分空曠．(　√　) 一、對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí) 例1　(多選)下面對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A．陰極射線是由陰極發(fā)出的粒子撞擊玻璃管壁上的熒光粉而產(chǎn)生的 B．只要陰陽(yáng)兩極間加有電壓，就會(huì)有陰極射線產(chǎn)生 C．陰極射線是真空玻璃管內(nèi)由陰極發(fā)出的射線 D．陰陽(yáng)兩極間加有高壓時(shí)，電場(chǎng)很強(qiáng)，陰極中的電子受到很強(qiáng)的庫(kù)侖力作用而脫離陰極 答案　CD 解析　陰極射線是真空玻璃管內(nèi)由陰極直接發(fā)出的射線，故A錯(cuò)誤，C正確；只有當(dāng)兩極間有高壓且陰極接電源負(fù)極時(shí)，陰極中的電子才會(huì)受到足夠大的庫(kù)侖力作用而脫離陰極成為陰極射線，故B錯(cuò)誤，D正確． 二、帶電粒子比荷的測(cè)定 1．利用磁偏轉(zhuǎn)測(cè)量 (1)讓帶電粒子通過(guò)相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)(如圖3)，讓其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，即F洛＝F電(Bqv＝qE)，得到粒子的運(yùn)動(dòng)速度v＝. 圖3 (2)撤去電場(chǎng)(如圖4)，保留磁場(chǎng)，讓粒子單純地在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv＝m，根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識(shí)求出其半徑r. 圖4 (3)由以上兩式確定粒子的比荷表達(dá)式：＝. 2．利用電偏轉(zhuǎn)測(cè)量 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)量y＝at2＝()2，故＝，所以在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，U、d、L已知時(shí)，只需測(cè)量v和y即可． 例2　在再現(xiàn)湯姆生測(cè)陰極射線比荷的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖5所示的陰極射線管，從C出來(lái)的陰極射線經(jīng)過(guò)A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的D、G平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、G間加上方向向上、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，陰極射線將向下偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、G電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫)，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問(wèn)題： 圖5 (1)說(shuō)明陰極射線的電性． (2)說(shuō)明圖中磁場(chǎng)沿什么方向． (3)根據(jù)L、E、B和θ，求出陰極射線的比荷． 答案　(1)負(fù)電　(2)垂直紙面向外 (3) 解析　(1)由于陰極射線在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，因此陰極射線受電場(chǎng)力方向向下，又由于勻強(qiáng)電場(chǎng)方向向上，則電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反，所以陰極射線帶負(fù)電． (2)由于所加磁場(chǎng)使陰極射線受到向上的洛倫茲力，而與電場(chǎng)力平衡，由左手定則得磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外． (3)設(shè)此射線帶電量為q，質(zhì)量為m，當(dāng)射線在D、G間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qE＝Bqv.當(dāng)射線在D、G間的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，有Bqv＝.同時(shí)又有L＝rsinθ，如圖所示，解得＝. 針對(duì)訓(xùn)練1　如圖6所示，電子以初速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為l、板間距離為d、電勢(shì)差為U的平行板電容器中，出電場(chǎng)時(shí)打在屏上P點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量O′P距離為Y0，求電子的比荷． 圖6 答案　 解析　由于電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足 Y0＝at2＝()2＝， 則＝. 運(yùn)用電磁場(chǎng)測(cè)定電子比荷的解題技巧 1．當(dāng)電子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，eE＝evB，可以測(cè)出電子速度大小． 2．當(dāng)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，evB＝m，測(cè)出圓周運(yùn)動(dòng)半徑，即可確定比荷． 3．當(dāng)電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，y＝at2＝，測(cè)出電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)量也可以確定比荷． 三、對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的理解 例3　如圖7所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個(gè)角度的散射情況．下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖7 A．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多 B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光 C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似 D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈 答案　C 解析　α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子有大角度散射．所以A處觀察到的粒子數(shù)多，B處觀察到的粒子數(shù)少，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤．α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫(kù)侖斥力的作用，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤，C正確． 針對(duì)訓(xùn)練2　盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示意圖是(　　) 答案　D 解析　α粒子轟擊金箔后偏轉(zhuǎn)，越靠近金原子核，偏轉(zhuǎn)的角度越大，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是理解并熟記以下兩點(diǎn)： (1)明確實(shí)驗(yàn)裝置的組成及各部分的作用． (2)弄清實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道“絕大多數(shù)”、“少數(shù)”和“極少數(shù)”α粒子的運(yùn)動(dòng)情況及原因． 四、原子的核式結(jié)構(gòu)分析 1．原子內(nèi)的電荷關(guān)系：原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，非常接近原子序數(shù)． 2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋： (1)當(dāng)α粒子穿過(guò)原子時(shí)，如果離核較遠(yuǎn)，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿過(guò)“一片空地”一樣，無(wú)遮無(wú)擋，運(yùn)動(dòng)方向改變很小．因?yàn)樵雍撕苄?，所以絕大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)． (2)只有當(dāng)α粒子十分接近原子核穿過(guò)時(shí)，才受到很大的庫(kù)侖力作用，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，而這種機(jī)會(huì)很少，所以有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)． (3)如果α粒子正對(duì)著原子核射來(lái)，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180，這種機(jī)會(huì)極少，如圖8所示，所以極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角度甚至大于90. 圖8 1．(對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí))(多選)英國(guó)物理學(xué)家湯姆生通過(guò)對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)(　　) A．陰極射線在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè) B．陰極射線在磁場(chǎng)中受力情況跟正電荷受力情況相同 C．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同 D．湯姆生并未精確得出陰極射線粒子的電荷量 答案　AD 解析　陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)，A正確．由于電子帶負(fù)電，所以其在磁場(chǎng)中受力情況與正電荷不同，B錯(cuò)誤．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C錯(cuò)誤．最早精確測(cè)出電子電荷量的是美國(guó)物理學(xué)家密立根，D正確． 2．(α粒子散射實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)及解釋)(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在實(shí)驗(yàn)中，觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，極少數(shù)發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn) B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來(lái)自帶正電的核和核外電子，當(dāng)α粒子接近核時(shí)，是核的斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)；當(dāng)α粒子接近電子時(shí)，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn) C．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心有一個(gè)極小的核，它占有原子體積極小的一部分 D．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和原子的全部質(zhì)量 答案　AC 3．(α粒子散射實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí))X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它們?nèi)肷鋾r(shí)的動(dòng)能相同，其偏轉(zhuǎn)軌道可能是下圖中的(　　) 答案　D 解析　α粒子離金核越遠(yuǎn)其所受斥力越小，軌道彎曲程度就越小，故選項(xiàng)D正確． 4．(原子的核式結(jié)構(gòu)模型)(多選)盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有(　　) A．原子的中心有個(gè)核，叫原子核 B．原子的正電荷均勻分布在整個(gè)原子中 C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 D．帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn) 答案　ACD 一、選擇題 考點(diǎn)一　對(duì)陰極射線及電子電荷的理解 1．關(guān)于陰極射線的實(shí)質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．陰極射線實(shí)質(zhì)是氫原子 B．陰極射線實(shí)質(zhì)是電磁波 C．陰極射線實(shí)質(zhì)是電子 D．陰極射線實(shí)質(zhì)是X射線 答案　C 解析　陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子．關(guān)于陰極射線是電磁波、X射線都是在研究陰極射線過(guò)程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的． 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量e＝1.60210－19C B．電子電荷量的精確值是盧瑟福測(cè)出的 C．物體所帶電荷量可以是任意值 D．物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 答案　D 解析　密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)得了電子的電荷量并提出了電荷量是量子化的，A、B錯(cuò)誤；物體所帶電荷量的最小值是e，所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍，C錯(cuò)誤，D正確． 3．(多選)關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子是由電子和原子核組成 B．電子的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子具有一定的結(jié)構(gòu) C．在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒 D．電子帶負(fù)電，使人們意識(shí)到原子內(nèi)應(yīng)該還有帶正電的部分 答案　BCD 解析　發(fā)現(xiàn)電子時(shí)，人們對(duì)原子的結(jié)構(gòu)仍然不清楚，但它使人們意識(shí)到電子應(yīng)該是原子的組成部分，故A錯(cuò)誤，B正確；在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒，C正確；原子對(duì)外顯電中性，而電子帶負(fù)電，使人們意識(shí)到，原子中應(yīng)該還有其他帶正電的部分，D正確． 4．(多選)如圖1所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1 A．若在D1、D2之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點(diǎn) B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn) C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn) D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場(chǎng)，則陰極射線不偏轉(zhuǎn) 答案　AC 解析　實(shí)驗(yàn)證明，陰極射線是電子，它在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．加上磁場(chǎng)時(shí)，電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而選項(xiàng)D錯(cuò)誤．當(dāng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，電子所受的重力可以忽略不計(jì)，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確． 5．(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量e＝1.60217733(49)10－19C B．電子電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的 C．油滴實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍 D．通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出電子的比荷和電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量 答案　BD 解析　電子電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的，電荷是量子化的也是密立根發(fā)現(xiàn)的，A、C錯(cuò)誤，B正確；測(cè)出電子比荷的值和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故D正確． 考點(diǎn)二　α粒子散射實(shí)驗(yàn) 6．(多選)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行 B．帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng) C．熒光屏上的閃光是散射的α粒子打在熒光屏上形成的 D．熒光屏只有正對(duì)α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光 答案　ABC 7．(多選)如圖2為α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，下述說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2 A．相同時(shí)間內(nèi)放在位置A時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B．相同時(shí)間內(nèi)放在位置B時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A時(shí)稍少些 C．放在D位置時(shí)屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少 D．放在C、D位置時(shí)屏上觀察不到閃光 答案　AC 解析　在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，α粒子穿過(guò)金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，故A對(duì)；少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度大于90，極個(gè)別α粒子反彈回來(lái)，所以在B位置只能觀察到少數(shù)的閃光，在C、D兩位置能觀察到的閃光次數(shù)極少，故B、D錯(cuò)，C對(duì)． 8．(多選)關(guān)于α粒子的散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子中正電荷是均勻分布的 B．α粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C．只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 D．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)理論 答案　BCD 解析　α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說(shuō)明三點(diǎn)：一是原子內(nèi)有一質(zhì)量很大的物質(zhì)存在；二是這一物質(zhì)帶有較大的正電荷；三是這一物質(zhì)的體積很小，但不能說(shuō)明原子中正電荷是均勻分布的，故A錯(cuò)誤，B、C正確；盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，D正確． 9．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因?yàn)?　　) A．α粒子與電子根本無(wú)相互作用 B．α粒子受電子作用的合力為零，電子是均勻分布的 C．α粒子和電子碰撞損失的能量極少，可忽略不計(jì) D．電子很小，α粒子碰撞不到電子 答案　C 解析　在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子與α粒子存在相互作用，A錯(cuò)誤；電子質(zhì)量只有α粒子的，電子與α粒子碰撞后，電子對(duì)α粒子的影響就像灰塵對(duì)槍彈的影響，完全可忽略不計(jì)，C正確，B、D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 10．(α粒子散射實(shí)驗(yàn)的估算)在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大?。F(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0107m/s的速度去轟擊金箔．若金原子的核電荷數(shù)為79，求該α粒子與金原子核間的最近距離．(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝k，式中k為靜電力常量k＝9.0109Nm2/C2，α粒子的質(zhì)量為6.6410－27kg) 答案　2.710－14m 解析　當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為 電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，所以α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離d為mv2＝k 所以d＝ ＝m ≈2.710－14m. 所以α粒子與金原子核間的最近距離為2.710－14m.