1、浙江專版高中物理第十八章原子結構第2節原子的核式結構模型學案新人教版選修35第2節原子的核式結構模型突破,教材新知由星汕到量您I由活學到活用新知TT市破知識點一湯姆孫的原子模型12探新知基礎練1.湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內，電子鑲嵌在球中。2 .湯姆孫的原子模型，小圓點代表正電苞圓點代表電子。3 .湯姆孫的原子模型被稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”，該模型能解釋一些實驗現象，但后來被“粒子散射實驗否定了。辨是非（對的劃“，”，錯的劃“X”）1 .盧瑟福提出了原子的棗糕模型。（X）2 .湯姆孫認為原子是由原子核和電子組成的。（X）釋疑

2、難對點練湯姆孫認為原子是一個球體，正電荷均勻分布，電子像棗糕一樣鑲嵌在原子里。均勻分布和鑲嵌都沒有說它是固定的，實驗證明它是高速運轉的。這雖是一個錯誤的模型推論，但湯姆孫通過陰極射線的研究，發現了電子，并提出原子由電子和帶正電的物質兩部分組成。這是對物理學做出的重大貢獻。試身手1 .以下說法中符合湯姆孫原子模型的是（）A.原子中的正電部分均勻分布在原子中B.原子中的正電部分集中在很小的體積內C.電子在原子內可以自由運動D.電子在原子內不能做任何運動解析：選A在湯姆孫原子模型中，正電荷均勻分布在原子中，電子鑲嵌在原子中，但并不是完全固定的，它可以振動，故只有選項A正確。知識點:“粒子散射實驗探新

3、知基礎練1 .a粒子a粒子是從放射性物質中發射出來的快速運動的粒子，帶有兩個單位的正電荷，質量為氫原子質量的4倍。2 .實驗方法用a粒子源發射的a粒子束轟擊金箔，用帶有熒光屏的放大鏡，在水平面內不同方向對散射的a粒子進行觀察，根據散射到各方向的a粒子所占的比例，可以推知原子中正、負電荷的分布情況。3 .實驗結果絕大多數a粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數a粒子(約占八千分之一)發生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至大于90。，也就是說它們幾乎被“撞了回我。4 .湯姆孫模型的困難(1) a粒子的大角度偏轉不可能是電子造成的。(2) a粒子偏轉的主要原因應是具有原子的大部分質量的帶正電部

4、分的作用，但正電荷的均勻分布對a粒子運動的影響不會很大。所以,湯姆孫模型無法解釋大角度散射的實驗結果。辨是非(對的劃，錯的劃“X”)1 .a粒子散射實驗中，大部分a粒子穿過金箔后發生了大角度偏轉。(X)2 .盧瑟福根據a粒子散射實驗估測了原子核的大小。(V)釋疑難對點練對a粒子散射實驗的認識1 .裝置放射源、金箔、熒光屏等，如圖所示。2 .現象及解釋(1)絕大多數的a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進。大多數a粒子離金原子核較遠。(2)少數a粒子發生較大的偏轉。發生較大偏轉的a粒子是由于離金原子核較近，庫侖斥力較大。(3)極少數“粒子偏轉角度超過90°,有的幾乎達到180°。

5、正對或基本正對著金原子核入射的a粒子在庫侖斥力作用下先減速至較小速度然后加速遠離金原子核。3.實驗的注意事項(1)整個實驗過程在真空中進行。(2)金箔需要做得很薄，a粒子才能穿過。(3)使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄。另外一點就是金的原子序數大，a粒子與金核間的庫侖斥力大，偏轉明顯。試身手2.當a粒子穿過金箔發生大角度偏轉的過程中，下列說法正確的是()A. a粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力作用B. a粒子一直受到原子核的斥力作用C. a粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用D. a粒子一直受到原子核的斥力，速度一直減小解析：選Ba粒子與金原子核帶同種電荷，

6、兩者相互排斥，故AC錯誤，B正確;a粒子在靠近金原子核時斥力做負功，速度減小，遠離時做正功，速度增大，故D錯誤。盧瑟福的核式結構模型探新知基礎練1 .核式結構模型(1)內容：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質量，電子在正電體的外面運動。正電體的尺度是很小的，被稱為原子核。盧瑟福的原子模型因而被稱為核式結構模型。(2)對a散射實驗的解釋正電體很小，當a粒子進入原子區域后，大部分離正電體很遠,受到的庫侖斥力很小,運動方向幾乎不改變，只有極少數a粒子在穿過時距離正電體很近，受到很強的庫侖斥力,發生大角度散射。2 .原子核的電荷與尺度(1)原子內的電荷關系：各種元素的原子核的電荷數與含有的電

7、子數相等，非常接近于它們的原子序數。(2)原子核的組成：原子核是由質子和中子組成的,原子核的電荷數就是核中的質子數。(3)原子核的大小：實驗確定的原子核半徑R的數量級為105日而原子的半徑的數量級是102m。原子內部是十分“空曠”的。辨是非(對的劃“，”，錯的劃“X”)1 .盧瑟福根據a粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型。(V)2 .盧瑟福認為原子核很小，集中了原子所有質量和正電荷。(X)3 .盧瑟福提出的原子的核式結構模型已經完美了。（x）釋疑難對點練原子的核式結構模型的依據1 .電子不可能使a粒子發生大角度散射。a粒子跟電子碰撞過程中，兩者動量的變化量相等。由于a粒子的質量是電子質量的7

8、300倍，在碰撞前后，質量大的a粒子速度幾乎不變，而質量小的電子速度要發生改變。因此，a粒子與電子正碰時，不會出現被反彈回來的現象。發生非對心碰撞時，a粒子也不會有大角度的偏轉。可見，電子使a粒子在速度的大小和方向上的改變都是十分微小的。2 .按照湯姆孫的原子模型，正電荷在原子內部均勻地分布，a粒子穿過原子時，由于a粒子兩側正電荷對它的斥力有相當大一部分互相抵消，使a粒子偏轉的力也不會很大。a粒子的大角度散射現象，說明了湯姆孫提出的“棗糕模型”不符合原子結構的實際情況。3 .實驗中發現少數a粒子發生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些a粒子在原子中的某個地方受到了質量、電荷量均比它本身大得多的

9、物體的作用。4 .金箔的厚度大約是1科3金原子的直徑大約是3X1010m。絕大多數“粒子在穿過金箔時，相當于穿過幾千個金原子的厚度，但它們的運動方向卻沒有發生明顯的變化，這個現象表明了a粒子在穿過時基本上沒有受到力的作用，說明原子中的絕大部分是空的，原子的質量和電荷量都集中在體積很小的核上。試身手3.（多選）盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有（）A.原子的中心有個核，叫做原子核B.原子的正電荷均勻分布在整個原子中C.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里D.帶負電的電子在核外繞著核旋轉解析：選ACD盧瑟福原子核式結構理論的主要內容是：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核。原子的全部正

10、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空間里繞著核旋轉，由此可見B選項錯誤，A、CD選項正確。陷鎖定*命題熱點研考眄知書梢I知視程接技方劃能步步升1考向一對a粒子散射實驗的理解A R C D四個位置時，關于觀察到的現象，下列說典例1（多選）如圖所示為盧瑟福和他的學生們做a粒子散射實驗的裝置示意圖。熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的法中正確的是（）施射黃光屏上卜邛甲普v'vCA.相同的時間內放在A位置時觀察到屏上的閃光次數最多B.相同的時間內放在B位置時觀察到屏上的閃光次數只比放在A位置時稍少些C.放在CD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

11、極少解析選AD由“粒子散射實驗的結論：絕大多數a粒子仍沿原方向運動，少數a粒子運動方向發生改變，極少數a粒子運動方向發生大角度的偏轉，甚至是180。由A、RCD的位置可知絕大多數以粒子打到A位置的熒光屏上，少數以粒子打到B位置的熒光屏上，而極少數a粒子能打到CD位置的熒光屏上，故選項AD正確。(1)熟練記憶a粒子散射實驗的實驗結果，重點把握幾個關鍵詞，“絕大多數”“少(2)a粒子散射實驗的現象和結果，只能推測出原子的結構，不能證明原子及原子核的組成。原子的核式結構模型和原子核的組成1 .原子的核式結構與原子的棗糕模型的根本區別核式結構棗糕模型原子內部是非常空曠的，正電荷集中在一個很小的核里原子

12、是充滿了正電荷的球體電子繞核高速旋轉電子均勻嵌在原子球體內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 .原子的半徑數量級為I。-0m,原子核半徑的數量級為10-5m,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10-5。典例2(多選)如圖所示表示a粒子散射實驗中，某個a粒子;三石二I經過原子核的情景，虛線a、b和c表示原子核形成的靜電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為6a、八和N，八八h，一個/粒子射入電場中，其運動軌跡如實線KLMNf示，由圖可知()-1A.

13、“粒子從K到L的過程中，電場力做負功B. &粒子從L到M的過程中，電場力做負功C. E粒子從K到L的過程中，電勢能增加D. a粒子從L到M的過程中，動能減小解析選AC從K到L時，電場力與運動方向的夾角大于90。，做負功，電勢能增力口,選項A、C正確；從L到M過程中，電場力先做負功，后做正功，動能先減小，后增大，選項B、D錯誤。典例3氫原子的核外電子質量為簿電荷量為e,在離核最近的軌道上做圓周運動,軌道半徑為r。試回答下列問題：(1)電子運動的動能E是多少？(2)電子繞核運動的頻率是多少？(3)電子繞核運動相當于環形電流，則該環形電流的大小為多少？思路點撥根據題意可知，氫原子中的電子繞核

14、做勻速圓周運動，電子和原子核間的庫侖力提供電子所需的向心力，而軌道半徑已知，可由牛頓第二定律和圓周運動規律列方程求解。22解析(1)根據牛頓第二定律得kr-2=mr-故電子的動能E=2m/="2，。(2)電子繞核運動的頻率(3)該環形電流的大小為答案般應用*落實體驗課堂對點出 課卜譏合好 用陽力七恁關課堂對點鞏固1 .在a粒子散射實驗中，我們并沒有考慮電子對a粒子偏轉角度的影響，這是因為()A.電子的體積非常小，以致以粒子碰不到它8 .電子的質量遠比a粒子的小，所以它對a粒子運動的影響極其微小C.a粒子使各個電子碰撞的效果相互抵消D.電子在核外均勻分布，所以a粒子受電子作用的合外力為

15、零解析：選Ba粒子的質量是電子質量的7300倍，電子雖然很小，但數量很多，a粒子仍能碰到，但影響微乎其微。選項B正確。2.下列對原子結構的認識，錯誤的是()A.原子中絕大部分是空的，原子核很小B.電子在核外繞核旋轉，向心力為庫侖力C.原子的全部正電荷都集中在原子核里D.原子核的直徑大約為I。-0m解析：選D盧瑟福“粒子散射實驗的結果否定了關于原子結構的湯姆孫模型，提出了原子的核式結構學說，并估算出了原子核直徑的數量級為1015m,原子直徑的數量級為1010m,原子直徑是原子核直徑的十萬倍，所以原子內部十分“空曠”。核外帶負電的電子繞核旋轉，其向心力是由庫侖力為其提供的，所以本題應選D項。3.（

16、多選）盧瑟福的a粒子散射實驗結果表明了（）A.原子核是可分的B.湯姆孫的“棗糕”模型是錯誤的C.原子是由均勻帶正電的物質和帶負電的電子構成D.原子中的正、負電荷并非均勻分布解析：選BDa粒子散射實驗沒有證明原子是由什么構成的，也沒有證明原子核是否可分，而是證明了組成原子的正、負電荷在原子內部是如何分布的，由實驗現象可知原子內部的正、負電荷并非均勻分布，證明了“棗糕模型”是錯誤的，故答案為B、D=4.人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結構模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說法中正確的是（）A. a粒子散射實驗與棗糕模型和核式結構模型的建立無關B.科學家通過 a粒

17、子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結構模型C.科學家通過a粒子散射實驗否定了核式結構模型，建立了棗糕模型D.科學家通過a粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結構模型，建立了玻爾的原子模解析：選B a粒子散射實驗與核式結構模型的建立有關，并通過該實驗，否定了棗糕模型，建立了核式結構模型。B正確。 課堂小結湯蝌抒的原子模型原子核的電荷與尺度的玨型 廣式模 原枝峋H粒f散時熨驗課時跟蹤檢測十、單項選擇題1 .對a粒子散射實驗裝置的描述，你認為正確的有（）A.實驗器材有放射源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡B.金箔的厚度對實驗無影響C.如果不用金箔改用鋁箔，就不會發生散射現象D.實驗裝置放在空氣中和真空中都可

18、以解析：選A若金箔的厚度過大，a粒子穿過金箔時必然受較大的阻礙而影響實驗效果，B錯；若改用鋁箔，鋁核的質量仍遠大于a粒子的質量，散射現象仍能發生，C錯；若放置在空氣中，空氣中的塵埃對a粒子的運動會產生影響，故D錯。只有A對。2 .盧瑟福利用a粒子轟擊金箔的實驗研究原子結構，正確反映實驗結果的示意圖是（）解析：選D盧瑟福利用a粒子轟擊金箔的實驗研究原子結構，即a粒子散射實驗，實驗結果顯示：絕大多數a粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數a粒子發生了較大角度的偏轉，極少數a粒子的偏轉角超過90。，有的幾乎達到180。，也就是說它們幾乎被“撞了回來”。能正確反映該實驗結果的是選項D3 .

19、在盧瑟福的a粒子散射實驗中，某一a粒子經過某一原子核附近時的軌跡如圖中實線所示。圖中P、Q為軌跡上的點，虛線是過P、Q兩點并與軌跡/相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個區域。不考慮其他原子./一二核對該“粒子的作用，那么關于該原子核的位置，下列說法中正，確的是（）A.可能在區域8 .可能在區域C.可能在區域D.可能在區域解析：選Aa粒子帶正電，原子核也帶正電，對靠近它的a粒子產生斥力，故原子核不會在區域；若原子核在、區域，a粒子會向區域偏；若原子核在區域，可能會出現題圖所示的軌跡，故應選A。4 .（福建高考）在盧瑟福a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a

20、粒子經歷金箔散射過程的彳5跡，其中正確的是（）24三-rABCD解析：選C“粒子與原子核均帶正電荷，所以a粒子受到原子核的作用力為斥力，據此可排除選項AD;a粒子不可能先受到吸引力，再受到排斥力，選項B錯誤，C正確。二、多項選擇題5 .在a粒子散射實驗中，當a粒子最接近金原子核時，a粒子符合下列哪種情況（）A.動能最小8 .電勢能最小C.a粒子與金原子核組成的系統能量最小D.所受金原子核的斥力最大解析：選ADa粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖斥力做功，動能減小，電勢能增大；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。故AD正確。6 .盧瑟福對a粒子散射實驗的解釋是（）A.使a粒子產生偏轉的力主要是原子中電子對a粒子的作用力B.使a粒子產生偏轉的力是庫侖力C.原子核很小，a粒子接近它的機會很小，所以絕大多數的a粒子仍沿原來的方向前進D.能產生大角度偏轉的a粒子是穿過原子時離原子核近的a粒子解析：選BCD原子核帶正電且很小，與a粒子之間存在庫侖力，當a粒子靠近原子核時受庫侖力作用而偏轉。絕大多數的a粒子離原子核不太近，沿原來的方向前進，故BCD正確。三、非選擇題7 .1911年，盧瑟福依據a粒子散射實驗中a粒子發生了（選填“大”或“小”）角度散射現象，提出了原子的