2018-2019学年鲁科版选修3-5原子的核式结构模型 第1课时 作业
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课时分层作业(一) 原子结构模型(建议用时:40分钟)[基础达标练]1.自从1803年英国化学家道尔顿提出了原子学说,人类对原子结构的认识就不断深入、发展,并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。
下列关于原子结构模型的说法中,正确的是( )A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球,故不能解释任何问题B.汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的C.卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系D.玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念,能够成功解释所有的原子光谱C[道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律,故A选项是错误的。
汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题,但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力,存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题,故B选项是错误的。
卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型,散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系,故C选项是正确的。
玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念,只能够解释氢原子光谱,而不能解释比较复杂的原子光谱,故D选项是错误的。
]2.下列能级中轨道数为3的是( )A.s能级B.p能级C.d能级D.f能级B[s能级中轨道数为1,p能级中轨道数为3,d能级中轨道数为5,f能级中轨道数为7。
]3.下列说法中正确的是( )A.电子云通常是用小黑点来表示电子的多少B.处于最低能量的原子叫基态原子C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱B[A项,电子云通常用小黑点表示单位体积内电子出现概率的大小;C项,电子离核由近到远,能量由低到高;D项,电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱。
] 4.对焰色反应的描述正确的是( )A.焰色反应只是金属单质特有的性质B.焰色反应是化学变化C.焰色反应是金属原子从基态跃迁到激发态时,将能量以光的形式表现出来D.焰色反应是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将能量以光的形式表现出来的现象D[焰色反应是大多数金属元素的性质,是物理变化,从基态→激发态要吸收能量,从激发态→基态会辐射能量。
2017-2018学年高中化学第1章原子结构1.1 原子结构模型作业鲁科版选修3编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中化学第1章原子结构 1.1 原子结构模型作业鲁科版选修3)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2课时原子核外电子运动(时间:30分钟)1.首次将量子化概念应用到原子结构,并解释了原子的稳定性的科学家()。
A.道尔顿ﻩﻩB.爱因斯坦C.玻尔ﻩD.普朗克2.下列符号表示的轨道中具有球对称性的是ﻩﻩﻩ()。
A.7s ﻩﻩB.4f C.5d D.3p3.n、l、m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的ﻩ ( )。
A.数目ﻩ B.空间伸展方向C.能量高低D.电子数目4.下列关于四个量子数的说法中,正确的是ﻩﻩﻩﻩﻩ( )。
A.电子的自旋磁量子数是±错误!,表示一个原子轨道中的2个电子的运动状态完全相反B.磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道C.角量子数l的可能取值是从0到n的正整数D.多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l5.下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是ﻩ ( )。
A.核外电子是分层运动的B.所有电子在同一区域里运动C.能量高的电子在离核近的区域运动D.不同能量的电子在核外运动占有的区域形状可能不同6.对于原子核外电子以及电子的运动,下列描述正确的是ﻩ( )。
①可以测定某一时刻电子所处的位置②电子质量很小且带负电荷③运动的空间范围很小④高速运动⑤有固定的运动轨道⑥电子的质量约为质子质量的错误!A.①②③ﻩB.②③④⑥C.③④⑤⑥D.⑤⑥7.下面有关“核外电子的运动状态”的说法,其中错误的是ﻩ().A.能级是描述电子运动的电子云形状B.只有在电子层、能级、电子云的伸展方向及电子的自旋状态都确定时,电子的运动状态才能被确定下来C.必须在B项所述四个方面都确定时,才能确定组成每一电子层的最多轨道数D.电子云伸展方向与能量大小是无关的8.关于np x和np y的叙述中,正确的是ﻩﻩﻩ( ).A.它们是同一条轨道B.二者能量相同C.二者电子云在空间的伸展方向相同D.电子云形状不同9.在1s、2p x、2p y、2p z轨道中,具有球对称性的是( ).A.1s ﻩB.2pxﻩC.2p yﻩﻩD.2p z10.下列有关电子云的叙述中,正确的是ﻩﻩﻩﻩ ( )。
2017-2018学年度鲁科版选修3-5� 2.2原子的核式结构模型作业(3)1.关于下面四个装置说法正确的是A. 图甲实验可以说明α粒子的贯穿本领很强B. 图乙的实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释C. 图丙是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图,工厂生产的是厚度为1mm 的铝板,利用β射线来监控铝板厚度的变化D. 图丁中进行的是裂变反应2.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用.下列说法符合历史事实的是( )A. 贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究,发现了原子中存在原子核B. 居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P 0)和镭(Ra )两种新元素C. 卢瑟福通过α粒子散射实验,证实了在原子核内存在质子D. 汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测出了该粒子的比荷3.下列说法正确的是( )A. 卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子核是由质子和中子组成的B. 康普顿效应证实了光的粒子特性C. 一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时,将向外辐射六种不同频率的光子D. 爱因斯坦质能方程2E mc =表明,物体具有的能量和它的质量之间有简单的正比关系4.下列说法正确的是( )A. 家用照明电路电压的峰值约为311VB. β衰变发出的β射线来自原子外层电子C. 卢瑟福通过a 粒子散射实验发现原子核具有复杂结构D. 在发生轻核聚变或重核裂变后,核子的平均质量均变小5.下列说法正确的是A. 汤姆孙发现了中子,被称为“中子之父”B. 玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中C. 普朗克的α粒子散射实验,奠定了原子的核式结构模型D. 康普顿研究石墨对X 射线的散射,证实了光子有动量,进一步揭示了光的粒子性6.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。
对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中,与事实相符的是A. 波尔根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B. 密立根最早通过实验,比较准确的测定了电子的电量C. 法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律,总结出电磁感应定律D. 爱因斯坦认为发生光电效应时,若入射光频率一定,则光的强度越大,逸出光电子的最大初动能越大7.下列说法中正确的是A. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B. 根据玻尔理论,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大C. 在光电效应的实验中,入射光的强度增大,光电子的最大初动能也增大D. 某放射性物质的半衰期是5天,12 g 经过15天衰变后剩余的质量为0.5 g8.下列说法正确的是A. 汤姆逊首先发现了电子,并测定了电子电荷量B. α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C. 光电效应现象揭示了光的波动性D. 氢原子的发射光谱是连续谱9.原子的核式结构学说,是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的( )A. 光电效应实验B. α粒子散射实验C. 原子核衰变现象D. 天然放射现象10.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。
18.2 原子的核式结构模型[基础练习]1、关于α粒子散射实验,下列说法正确的是()A.该实验在真空环境中进行B.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C.荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D.荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光2、关于卢瑟福的α粒子散射实验,下列说法正确的是( )A.大部分α粒子穿过金属箔没有显著偏转B.所有α粒子穿过金属箔没有显著偏转C,只有少数α粒子穿过金属箔时发生偏转,最大偏转角可达180°D.大部分α粒子穿过金属箔时,发生折射偏向一边3、卢瑟福α粒子散射实验的结果( )A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D.说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动4、在α粒子散射实验中,当α粒子最接近金原子核时,符合下列哪种情况( )A.动能最小B,电势能最小C.α粒子和金原子核组成的系统的能量最小D.加速度最小5、如图所示为α粒子散射实验中α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,α粒子在A处的速度比在B处的速度小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度大小相等D,α粒子在B处速度比在C处速度小6、在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是( )A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中7、原子结构学说,是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出的( )A.光电效应实验B.α粒子散射实验B.氢原子光谱实验D.杨氏双缝干涉实验8、在α粒子散射实验中,使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A,万有引力B.库仑力C.磁场力D.核力9、下列关于原子结构的说法正确的是( )A.电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B.α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C.α粒子散射实验中绝大多数都发生了较大偏转D.α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致10、关于α粒子散射实验,下列说法中正确的是( )A.α粒子穿过原子时,由于α粒子的质量比电子大得多,电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B.由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C.α粒子穿过原子时,只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小,α粒子接近原子核的机会很小D.使α粒子发生大角度偏转的原因是。
原子的核式结构模型-鲁科版选修3-5教案一、教学目标1.了解原子核的基本组成和结构。
2.掌握原子的核式结构模型的基本原理和重要参数。
3.学会采用核式结构模型解释原子的物理和化学性质。
4.发展学生自主学习和实践能力。
二、教学重点1.原子核的基本组成和结构。
2.核式结构模型的理论基础和主要参数。
3.核式结构模型的应用。
三、教学难点1.原子核的强相互作用的本质和特征。
2.核式结构模型的适用范围和局限性。
3.核素的同位素和同位素标记的概念和应用。
四、教学方法1.形象化:采用图表、模型、动画等形式展现原子核的结构与性质。
2.启发式:让学生自主思考和发现问题,激发学生的学习兴趣和动机。
3.实验探究:通过实验现象和数据帮助学生深入理解和掌握知识。
五、教学内容1. 原子核的组成和结构原子核包含质子和中子,其中质子带正电荷,中子带无电荷,两者的质量约相等。
原子核的大小约为10^-15m。
原子核的特点是强相互作用,即核力,它是一种极强的束缚力,只在核内部发挥作用。
原子核中质子和中子的数目和比例不同,导致不同的原子核的同位素存在。
2. 原子核的核式结构模型核式结构模型认为原子核由质子和中子组成,质子和中子围绕核心形成不同的层次结构。
同一层次的质子和中子的角动量相等,呈现出球形、扁球形、长棒形等不同的形状。
原子核的结构和性质可以用核素的质量数A和原子序数Z表示:A = n + p,Z = p。
其中,A代表核素的总质量数,n和p分别代表中子数和质子数,Z 代表核素的原子序数,即质子数,它决定了元素的化学性质。
对于同一元素不同核素,它们的质数不同,但原子序数相同。
3. 核式结构模型的应用核式结构模型可以用来解释原子核的性质、核反应和放射性等现象。
例如,原子核的稳定性与中子和质子的比例有关,中子比例多的原子核更加稳定。
核式结构模型还可以用来解释同位素标记的概念和应用:通过将含有同位素的试剂加入反应体系中,可以实现化学反应过程的动态跟踪、控制和分析。
第2节原子的核式结构模型1.知道α粒子散射实验的原理和实验结果.(重点+难点) 2.知道原子的核式结构模型.(重点)一、α粒子散射实验1.实验目的:α粒子通过金箔时,用这些已知的粒子与金属内的原子相互作用,根据粒子的偏转情况来获得原子内部的信息.2.实验方法:用由放射源发射的α粒子束轰击金箔,利用荧光屏接收,探测通过金箔后的α粒子的偏转情况.3.实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转,有极少数α粒子偏转角超过90°,有的甚至被原路弹回,α粒子被反射回来的概率竟然有1/8__000.1.(1)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的.( )(2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹.( )(3)α粒子大角度的偏转是电子造成的.( )提示:(1)×(2)×(3)×二、卢瑟福原子模型1.核式结构模型:原子内部有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内,带负电的电子绕核运动.原子的核式结构模型又被称为行星模型.2.原子的大小(1)原子直径数量级:10-10__m.(2)原子核直径数量级:10-15__m.2.(1)原子核很小,原子中绝大部分是空的.( )(2)原子核半径的数量级为10-10 m.( )(3)原子核的质量数就是核中的质子数.( )提示:(1)√(2)×(3)×α粒子散射实验的理解1.实验背景α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验,实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据.在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构模型.2.实验装置:如图所示,由放射源、金箔、荧光屏等组成.3.实验的注意事项(1)整个实验装置及实验过程必须在真空中进行.(2)α粒子是氦核,穿透能力很弱,因此金箔必须很薄,α粒子才能穿过.4.实验分析(1)由于电子质量远小于α粒子质量,所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转.(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分,按照汤姆孙原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到的两侧斥力大部分抵消,因而也不可能使α粒子发生大角度偏转,更不能使α粒子反射弹回,这与α粒子的散射实验相矛盾.(3)实验现象表明原子绝大部分是空的,除非原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上,否则,α粒子大角度散射是不可能的.5.实验意义(1)否定了汤姆孙的原子结构模型.(2)提出了原子核式结构模型,明确了原子核大小的数量级.如图所示为卢瑟福和他的同事们做α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,观察到的现象,下述说法中正确的是( ) A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多C.放在C位置时,屏上观察不到闪光D.放在D位置时,屏上观察不到闪光[思路点拨] 根据α粒子散射实验的现象解答.[解析] 实验中,绝大多数α粒子能够穿过金箔沿原方向前进,有少数α粒子发生较大偏转,极少数α粒子偏转角度超过90°,有的甚至被反向弹回,根据实验现象可知,只有A正确.[答案] A在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看做静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是( )解析:选C.α粒子与原子核相互排斥,A、D错;运动轨迹与原子核越近,力越大,运动方向变化越明显,B错,C对.两种原子模型的区别(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,叫做原子核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[解题探究] (1)卢瑟福的原子结构模型带正电部分如何分布?(2)卢瑟福的原子结构模型带负电部分如何分布?[解析] 原子的核式结构模型是在α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] BD原子核式结构与力电综合问题已知电子质量为9.1×10-31kg,带电荷量为-1.6×10-19C.当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10-10m,求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流.[思路点拨] α粒子的散射实验推出的核式结构模型中,核外电子绕核高速旋转,往往把它看成是库仑力提供向心力做匀速圆周运动,利用圆周运动的知识求周期及等效电流等.[解析] 由卢瑟福的原子模型可知:电子绕核做圆周运动,所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供.根据 mv 2r =k e 2r2,得v =e krm=1.60×10-19×9×1090.53×10-10×9.1×10-31 m/s≈2.19×106m/s 其动能E k =12mv 2=12×9.1×10-31×(2.19×106)2 J ≈2.18×10-18J 运动周期T =2πrv=2×3.14×0.53×10-102.19×106s ≈1.52×10-16s电子绕核运动形成的等效电流I =q t =e T =1.6×10-191.52×10-16 A ≈1.05×10-3 A . [答案] 2.19×106m/s 2.18×10-18J1.52×10-16s 1.05×10-3A[随堂检测]1.有一位科学家,他通过α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,这位提出原子核式结构模型的科学家被誉为原子物理学之父,他是( )A .汤姆孙B .卢瑟福C .盖革D .马斯顿答案:B2.卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验,获得了重要发现.关于α粒子散射实验的结果,下列说法正确的是( )A .说明了质子的存在B .说明了原子核是由质子和中子组成的C .说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D .说明了正电荷在原子核内均匀分布解析:选C .α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核,它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量.故应选C .3.下列对原子结构的认识错误的是( )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,向心力主要由库仑力提供C .原子的全部正电荷都集中在原子核里D .原子核的直径大约为10-10m解析:选D .原子由位于原子中的带正电的原子核和核外带负电的电子构成,电子在核外绕核高速旋转,库仑力提供向心力,由此可判定B 、C 正确.根据α粒子散射实验知原子核半径数量级为10-15m ,而原子半径的数量级为10-10m ,故A 正确,D 错误.4.α粒子与金核197Au 发生正碰时,如果α粒子能接近金核的最小距离为2.0×10-14m ,试估算金核的密度.解析:粗略地,可把金核看作一个球体,把α粒子接近它的最小距离作为它的半径r , 则金核的体积表示为V =43πr 3,而金核的质量M =197×1.67×10-27kg ≈3.29×10-25kg ,故其密度为ρ=MV =3.29×10-2543×3.14×(2.0×10-14)3kg/m 3≈9.8×1015kg/m 3.答案:9.8×1015kg/m 3[课时作业]一、单项选择题1.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 .α粒子的散射实验 B .对阴极射线的研究 C .天然放射性现象的发现 D .质子的发现解析:选A .卢瑟福根据α粒子的散射实验结果,提出了原子的核式结构模型:原子核聚集了原子的全部正电荷和几乎全部质量,电子在核外绕核运转.故正确答案为A .2.卢瑟福通过α粒子散射实验,判断出原子的中心有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构.如图所示的平面示意图中,①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹,则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的( )A .轨迹aB .轨迹bC .轨迹cD .轨迹d解析:选A .α粒子带正电,α粒子的偏转是由于受到原子核的库仑斥力作用,且离原子核越近,受到的斥力作用越大,所以轨迹b 、c 、d 都是不可能的,正确选项为A .3.卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,得到的实验结果有( )A.所有α粒子几乎无偏转地穿过金箔B.大多数α粒子发生较大角度的偏转C.向各个方向运动的α粒子数目基本相等D.极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转解析:选D.由卢瑟福α粒子散射实验的结果可知,D正确,A、B、C错误.4.α粒子散射实验中,使α粒子散射的原因是( )A.α粒子与原子核外电子碰撞B.α粒子与原子核发生接触碰撞C.α粒子发生明显衍射D.α粒子与原子核的库仑斥力作用解析:选D.α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的,A错误.由于原子核的质量和电荷量很大,α粒子与原子核很近时,库仑斥力很强,足可以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回,使α粒子散射的原因是库仑斥力,B错误,D正确.5.如图所示画出了α粒子散射实验中的一些曲线,这些曲线中可能是α粒子的径迹的是( )A.a、b、d B.b、dC.a、d D.a、c、d解析:选B.α粒子与金原子核均带正电、互相排斥,故不可能沿轨迹c运动;a轨迹弯曲程度很大,说明受到的库仑力很大,但α粒子离核较远,故a轨迹不可能存在,而b 轨迹正确;d轨迹是α粒子正对金原子核运动时的情况.6.α粒子散射实验中,不考虑电子和α粒子的碰撞影响,是因为( )A.α粒子与电子根本无相互作用B.α粒子受电子作用的合力为零,是因为电子是均匀分布的C.α粒子和电子碰撞损失能量极少,可忽略不计D.电子很小,α粒子碰撞不到电子解析:选C.α粒子与电子之间存在相互作用力,这个作用力是库仑力,但由于电子质量很小,不到α粒子质量的17 000,碰撞时对α粒子的运动影响极小,几乎不改变运动方向,就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样,正确选项是C.7.在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α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α粒子的作用,那么关于该原子核的位置,下列说法中正确的是( )A.可能在①区域B.可能在②区域C.可能在③区域D.可能在④区域解析:选A.α粒子带正电,原子核也带正电,对靠近它的α粒子产生斥力,故原子核不会在④区;如果原子核在②、③区,α粒子会向①区偏;如原子核在①区,可能会出现如题图所示的轨迹,故应选A.二、多项选择题8.关于α粒子散射实验的解释有下列几种说法,其中正确的是( )A.从α粒子的散射实验数据,可以估计出原子核的大小B.极少数α粒子发生大角度的散射的事实,表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核C.原子核带的正电荷数等于它的原子序数D.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,表明原子中正电荷是均匀分布的解析:选ABC.从α粒子的散射实验数据,可以估计出原子核的大小,A项正确.极少数α粒子发生大角度的散射的事实,表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核,B项正确.由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数,C项正确.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,表明原子中是比较空旷的,D项错误.9.在α粒子的散射实验中,当α粒子最接近金原子核时,α粒子符合下列哪种情况( )A.动能最小B.电势能最小C.α粒子与金原子核组成的系统的能量最小D.所受金原子核的斥力最大解析:选AD.α粒子接近原子核时库仑斥力做负功,α粒子的动能减小;α粒子远离原子核时库仑斥力做正功,α粒子的动能又增大,故当α粒子最接近原子核时动能最小,A对;系统只有电场力做功,电势能与动能之和守恒,α粒子动能最小时,电势能应最大,B错;系统的能量是守恒的,C错;α粒子最接近金原子核时,α粒子与金原子核间的距离最小,由库仑定律知α粒子所受金原子核的库仑斥力最大,D对.10.在α粒子散射实验中,如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞,则( )A.α粒子的动能和动量几乎没有损失B.α粒子将损失大部分动能和动量C.α粒子不会发生显著的偏转D.α粒子将发生较大角度的偏转解析:选AC .电子的质量远小于α粒子的质量,两者发生碰撞时,对α粒子的动能和动量几乎没有影响,选项A 、C 正确.三、非选择题11.α粒子散射实验是让α粒子射向金箔去碰撞金原子,结果发现:大部分α粒子穿过金箔后不发生偏转,少数α粒子发生偏转,有的偏转角很大,问:(1)为什么有的α粒子会发生大角度的偏转?(2)已知金的原子序数为79,当α粒子距原子中心为1.0×10-13m 时受到的库仑力多大?解析:(1)按照卢瑟福的原子核式结构模型,原子中全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的原子核上,核外分布着带负电荷的电子,当α粒子穿过金原子时,如果离核很远,受到原子核的库仑力就很小,运动方向的改变就很小.但是,有少数α粒子穿过金原子时,离核很近,这些α粒子受到的库仑力就较大,所以,它们的偏转角也就越大.(2)由库仑定律F =kQqr 2得:α粒子受到的库仑力 F =9.0×109×79×1.6×10-19×2×1.6×10-19(1.0×10-13)2N=3.6 N .答案:(1)见解析 (2)3.6 N12.在α粒子散射实验中,根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小.现有一个α粒子以2.0×107m/s 的速度去轰击金箔,若金原子的核电荷数为79,求该α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E⎭⎪⎫=kq 1q 2r ,α粒子质量为6.64×10-27kg . 解析:当α粒子靠近原子核运动时,α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α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ,则12mv 2=k q 1q 2dd =2k q 1q 2mv 2=2×9.0×109×2×79×(1.6×10-19)26.64×10-27×(2.0×107)2m =2.7×10-14m .答案:2.7×10-14m。
一、选择题1.下列电子层中,原子轨道的数目为4的是( )A.K层B.L层C.M层D.N层2.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光,产生这一现象的主要原因是( )A.电子跃迁时发光B.氖气发光,发出红光C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应3.下列各电子层中包含f能级的是( )A.M层B.N层C.L层D.K层4.(2019·南京高二检测)下列说法中正确的是( )A.一个原子轨道上只能有一个电子B.处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同C.处在同一电子层上的电子(基态)能量一定相同D.处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同5.多电子原子中,第n电子层上的能级个数为( )A.2n+1B.n2C.nD.2n26.(双选)观察1s轨道电子云示意图,判断下列说法中正确的是( )A.电子云中的一个小黑点不是代表一个电子B.1s轨道的电子云形状为圆形的面C.电子在1s轨道上运动,像地球围绕太阳旋转D.1s轨道电子云小黑点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少7.下列对焰色反应的描述正确的是( )A.焰色反应是单质的性质B.焰色反应是化学变化C.焰色反应是金属原子失去电子时吸收能量产生的现象D.焰色反应是金属原子或离子中的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将能量以光的形式释放出来的现象8.下列叙述正确的是( )A.能级就是电子层B.电子由基态跃迁到激发态时要吸收能量C.同一电子层中不同能级的能量高低相同D.不同电子层中的s能级的能量高低相同9.下列说法正确的是( )A.同一个电子层中s能级的能量总是大于p能级的能量B.2s的电子云半径比1s的电子云半径大,说明2s的电子云中的电子比1s的多C.第2电子层上的电子,不论在哪一个原子轨道上,其能量都相等D.f能级中最多可容纳14个电子10.(2019·济南高二检测)下列有关氢原子电子云图的说法中正确的是( )A.黑点密度大,电子数目多B.黑点密度大,单位体积内电子出现的机会大C.电子云图是对电子运动无规律性的描述D.可以预言电子在某一时刻出现在何处二、非选择题11.s电子的原子轨道呈________形,每个s能级有________个原子轨道;p电子的原子轨道呈_______形,每个p能级有_________个原子轨道。
高中物理 2.2《原子的核式结构模型》学案4 鲁科版选修35【学习目标】(1)了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据;(2)知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象,及原子核式结构模型的主要内容。
【夯实基础】1.汤姆生在研究阴极射线时发现了,提出了原子的枣糕模型.2.α粒子散射实验α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔,结果是穿过金箔后仍沿原来方向前进,发生了较大的偏转,极个别α粒子甚至 .3.核式结构卢瑟福从行星模型得到启发,提出了原子的核式结构,这是一种联想思维.核式结构:在原子的中心有一个很小的,叫原子核,原子的都集中在原子核里,带在核外空间运动.4.由α粒子散射实验数据还可以估算原子核的大小,卢瑟福估算的结果是:原子核的大小的数量级在以下.例题1.α粒子散射实验装置的描述,你认为正确的有:( A )A.实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜B.金箔的厚度对实验无影响C.如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μ1厚的金箔仍包含解析:实验所用的金箔的厚度极小,可至1微米,虽然很薄,但m3300多个原子层,如果金箔的厚度过大,α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错。
如果改用铝箔,由于铝核的质量仍远大α粒子的质量,散射现象仍然发生,C错。
空气的流动及空气中有许多漂浮的分子,会对α粒子的运动产生影响,实验装置是放在真空中进行的,D错。
正确选项为A。
点评:金的延展性好,可以做的很薄,金的原子核的质量远远大于α粒子的质量,根据动量守恒定律可知,这样当α粒子与金核相碰撞时才能发生大角度散射,甚至被反向弹回,所以α粒子散射实验中选用的材料是金箔。
例题2.瑟福的α粒子散射实验中,有极少数α粒子发生大角度偏转,其原因是A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析:α粒子散射实验中,α粒子的大角度偏转是由于受到原子核内集中的正电荷的作用。
课时分层作业(一) 原子结构模型(建议用时:40分钟)[基础达标练]1.自从1803年英国化学家道尔顿提出了原子学说,人类对原子结构的认识就不断深入、发展,并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。
下列关于原子结构模型的说法中,正确的是( )A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球,故不能解释任何问题B.汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的C.卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系D.玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念,能够成功解释所有的原子光谱C[道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律,故A选项是错误的。
汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题,但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力,存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题,故B选项是错误的。
卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型,散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系,故C选项是正确的。
玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念,只能够解释氢原子光谱,而不能解释比较复杂的原子光谱,故D选项是错误的。
]2.下列能级中轨道数为3的是( )A.s能级B.p能级C.d能级D.f能级B[s能级中轨道数为1,p能级中轨道数为3,d能级中轨道数为5,f能级中轨道数为7。
]3.下列说法中正确的是( )A.电子云通常是用小黑点来表示电子的多少B.处于最低能量的原子叫基态原子C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱B[A项,电子云通常用小黑点表示单位体积内电子出现概率的大小;C项,电子离核由近到远,能量由低到高;D项,电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱。
] 4.对焰色反应的描述正确的是( )A.焰色反应只是金属单质特有的性质B.焰色反应是化学变化C.焰色反应是金属原子从基态跃迁到激发态时,将能量以光的形式表现出来D.焰色反应是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将能量以光的形式表现出来的现象D[焰色反应是大多数金属元素的性质,是物理变化,从基态→激发态要吸收能量,从激发态→基态会辐射能量。
1.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )
A. 原子中心有一个很小的原子核
B. 原子核是由质子和中子组成的
C. 原子质量几乎全部集中在原子核内
D. 原子的正电荷全部集中在原子核内
【答案】 B
本题选择不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论的,故选:B.
点评:本题比较简单考查了卢瑟福的原子核式结构模型,要了解该模型提出的历史背景,知道该模型的具体内容.
2.氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV–3.11 eV。
下列说法正确的是
A. 处于n=2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离
B. 大量氢原子从高能级向n=2能级跃迁时,发出的光具有显著的热效应
C. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的光
D. 大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出3种不同频率的可见光
【答案】 C
考点:能级跃迁
点评:本题考查了玻尔能级结构,考察了能级跃迁时发出光的频率的计算。
3.如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子()
A. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长
B. 从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大
C. 处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的
D. 从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量
【答案】 A
【解析】从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子能量小,则辐射的光子频率小,所以辐射的电磁波的波长长.故A正确.电磁波在真空中的速度相同,与频率无关.故B错误.处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率不同.故C错误.由高能级向低能级跃迁,氢原子向外辐射能量,不是原子核辐射能量.故D错误.故选A.
考点:波尔理论
【名师点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差,E m-E n=hv,能级差越大,辐射的光子频率越大,则波长越小。
4.氢原子能级如图所示.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光,其中a光是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的,b光的频率大于a光的频率,则b光可能是()
A. 从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的
B. 从n=4能级向n=2能级跃迁时发出的
C. 从n=4 能级向n=1能级跃迁时发出的
D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的
【答案】 C
考点:氢原子能级结构
5.根据卢瑟福的原子核式结构理论,在原子核外绕核运动的是()
A. 夸克
B. 中子
C. 质子
D. 电子
【答案】 D
【解析】卢瑟福的原子结构理论认为,原子由位于原子中心的原子核与核外绕原子核做圆周运动的电子组成,D正确.
6.物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是( )
A. 爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程
B. 康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量
C. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的枣糕式结构模型
D. 德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长 【答案】 A
【解析】爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程,选项A 正确; 康普顿效应表明光子不但具有能量,还具有动量,选项B 错误; 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,选项C 错误; 德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越小,选项D 错误;故选A.
7.如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于以n = 4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
关于这些光下列说法正确的是( )
A. 最容易表现出衍射现象的光是由n = 4能级跃迁到n = 1能级产生的
B. 频率最小的光是由n =2能级跃迁到n =1能级产生的
C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D. 用n = 2能级跃迁到n =1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应
【答案】 D
8.以下说法正确的是( )
A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为: 42H e +
147N →178
O+H
B. 铀核裂变的核反应是:
23592
U →
14156B
a +
9236
K r +2
10n
C. 质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3.两个质子和两个中子结合成一个粒
子,释放的能量是:(2m 1+2m 2-m 3)c 2
D. 原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长λ2的光子,已知λ1>λ2.那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为
12
12
λλλλ-的光子
【答案】 B
【解析】卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为He +147N →17
8O +H ,即通过a 粒子轰击氮14,激出质子,所以A 选项正确;铀核的裂变方程是用一个中子去轰击铀,发生裂变,并产生巨大的能量和更多的中子,这些中子去撞击铀,继续产生更多的裂变能量,所以B 选项正确;两个质子和两个中子结合成一个a 粒子,反应前后有质量亏损,即反应前的总质量减去反应后的总质量就是质量亏损Δm,释放的能量为ΔE=ΔmC 2,所以C 选项正确;据光子能量E=h γ=hC/ λ可知,波长大的能量少,所以,据已知,要从a 能级跃迁到c 能级,需要吸收的能量为:ΔE=h 2γ-h 1γ=h(C/2λ-C/1λ)=hC(1/2λ
-1/
1λ)=hC
1212λλλλ-,所以将要吸收的光的波长为λ=1212
λλ
λλ-,所以D 选项正确。
考点:本题考查对裂变反应、聚变反应、人工核反应的理解,也考查了原子的跃迁。
9.如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n = 4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,已知可见光光子能量范围约为1.61eV 至3.10eV ,下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子能发出4种频率不同的光
B. 其中从n =2跃迁到n = l 所发出的光频率最高
C. 其中从n =2跃迁到n = l 所发出的光波长最长
D. 这群氢原子能发出2种可见光 【答案】 D
考点:波尔理论。
10.下列说法正确的是( )
A. 汤姆生发现电子并提出了原子的核式结构模型
B. 卢瑟福通过α粒子的散射实验发现质子
C. 贝克勒尔发现天然放射现象
D. 玻尔发现电子并提出了原子的核式结构模型 【答案】 C
【解析】汤姆生发现电子,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,选项A 错误;卢瑟福做了α粒子散射实验并提出了原子核式结构模型.故B 错误;贝克勒尔发现天然放射现象.故C 正确;汤姆生发现电子,卢瑟福提出了原子核式结构模型,故D 错误;故选C.。