高中物理知识点题库 α粒子散射实验GZWL233

a粒子散射实验揭示原子有核模型的实验。

为E.卢瑟福等人所做，又称卢瑟福a 粒子散射实验。

J.J.汤姆孙发现电子揭示了原子具有内部结构后，1903年提出原子的葡萄干圆面包模型，认为原子的正电荷和质量联系在一起均匀连续分布于原子范围，电子镶嵌在其中，可以在其平衡位置作微小振动。

1909年卢瑟福的助手H.盖革和E.马斯登在卢瑟福建议下做了a粒子散射实验，用准直的a 射线轰击厚度为微米的金箔，发现绝大多数的a粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数a 粒子发生角度比汤姆孙模型所预言的大得多的偏转，大约有1／8000 的a粒子偏转角大于90°，甚至观察到偏转角等于150°的散射，称大角散射，更无法用汤姆孙模型说明。

1911年卢瑟福提出原子的有核模型，与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核，电子绕着核在核外运动，由此导出a粒子散射公式，说明了 a 粒子的大角散射。

卢瑟福的散射公式后来被盖革和马斯登改进了的实验系统地验证。

根据大角散射的数据可得出原子核的半径上限为10-14米。

此实验开创了原子结构研究的先河。

原子结构模型的演变原子结构模型是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹。

一种模型代表了人类对原子结构认识的一个阶段。

人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。

下面介绍的几种原子结构模型简明形象地表示出了人类对原子结构认识逐步深化的演变过程。

道尔顿原子模型（1803 年）：原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。

汤姆生原子模型（1904 年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。

卢瑟福原子模型（1911 年）：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。

玻尔原子模型（1913 年）：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。

物理选修3-5模块综合测试题一、选择题1．关于α粒子的散射实验，下述不正确的是()A．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B．α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D．相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的α粒子就越少2．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用。

下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期3．一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。

在此过程中()A．地面对他的冲量为m v＋mgΔt，地面对他做的功为12m v2B．地面对他的冲量为m v＋mgΔt，地面对他做的功为零C．地面对他的冲量为m v，地面对他做的功为12m v2D．地面对他的冲量为m v－mgΔt，地面对他做的功为零4．光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大5．用波长为2.0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J。

由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)()A．5.5×1014 Hz B．7.9×1014 Hz C．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz6．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是( )A ．动量不变，速度增大B ．动量变小，速度不变C ．动量增大速度增大D 动量增大，速度减小7．为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水位上升了45 mm 。

粒子散射实验知识点总结一、基本概念1.1 粒子散射粒子散射是指一个粒子与其他粒子或能量场相互作用后改变原有的运动状态，随后发生的现象。

在物理学中，粒子散射实验通常是指将某一种粒子（如α粒子、中子、子等）轰击靶物质，通过分析粒子与靶物质之间的相互作用，推断出靶物质内部结构的一种实验方法。

1.2 粒子散射角在粒子散射实验中，粒子入射靶物质并与其相互作用后，通常会发生散射现象，使得出射粒子的运动方向发生改变。

粒子的散射角指的是入射粒子和出射粒子的运动方向之间的夹角。

1.3 散射截面散射截面是描述粒子散射概率的物理量。

它反映了单位面积内发生散射事件的可能性，通常用σ表示。

散射截面的大小与靶物质性质、入射粒子能量等因素有关。

二、实验原理2.1 康普顿散射实验康普顿散射实验是粒子散射实验的经典案例之一。

在康普顿散射实验中，X射线入射物质后，与物质内部的电子发生散射，使得出射X射线的波长发生变化。

通过对入射和出射X射线波长的测量，可以确定散射角度，从而推断出电子的能量以及物质内部结构。

康普顿散射实验证实了光子的波粒二象性，是实验物理学中的重要突破之一。

2.2 湮灭散射实验湮灭散射实验是研究正电子与电子的相互作用过程的经典实验。

在湮灭散射实验中，正电子与电子发生湮灭反应后产生伽马射线。

通过对产生的伽马射线进行测量，从而可以获得正电子与电子之间的相互作用信息。

湮灭散射实验也是研究反物质、探索物质微观结构等领域的重要手段。

2.3 散射角分布在实际的粒子散射实验中，出射粒子的散射角并不都是相等的，而是存在一定的分布规律。

散射角分布反映了入射粒子与靶物质之间的相互作用过程和性质。

通过对散射角分布的测量和分析，可以推断出靶物质的结构特征、粒子相互作用的机制等重要信息。

三、实验方法3.1 弹性散射在弹性散射实验中，入射粒子与靶物质发生相互作用后，出射粒子的能量、动量以及散射角均发生变化，但总能量守恒。

弹性散射实验通常用于研究固体材料结构、原子核性质等方面。

高考物理近代物理知识点之原子结构分类汇编含答案解析(4)一、选择题1．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2．如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。

下列说法正确的是（ ）A ．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B ．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C ．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D ．绝大多数的α粒子发生大角度偏转 3．下列说法正确的是（ ）A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变C ．在核反应方程41417278He N O X +→+中，X 表示的是中子D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少 4．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n >2的能级跃迁到n =2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A ．对应的前后能级之差最小B ．同一介质对的折射率最大C ．同一介质中的传播速度最大D ．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ．A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克6．下列说法正确的是（ ）A ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构B．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．在核反应中，质量数和电荷数都守恒7．下列说法符合物理学事实的是（）A．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆B．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”C．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应D．汤姆孙通过 粒子散射实验，提出了原子具有核式结构8．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征9．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是A．当氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，需要吸收0. 89eV的能量B．处于n=2能级的氢原子可以被能量为2eV的电子碰撞而向高能级跃迁C．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出6 种不同頻率的光子D．n=4能级的氢原子跃迁到n=3能级时辐射出电磁波的波长比n=3能级的氢原子跃迁到n=2能级时辐射出电磁波的波长短10．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B ．正电荷在原子中是均匀分布的．C ．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D ．原子是不可再分的． 11．下列说法正确的是( )A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的B ．比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3m ，由2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是()2123m m m c +-12．氢原子能级图的一部分如图所示，A 、B 、C 分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出 的光子．其中E A 表示原子从n=3能级向n=2能级跃迁的能量，E B 表示原子从n=2能级向 n=1能级跃迁的能量，E C 表示原子从n=3能级向n=1能级跃迁的能量，则下述关系中正确的是A ．E A < EB < EC B ．E A < E C < E B C ．E C < E B < E AD ．E B <E A < E C13．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．粒子散射现象B ．天然放射现象C ．光电效应现象D ．原子发光现象14．下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是（ ）A ．密立根测定了静电力常量B ．奧斯特首先发现了电磁感应现象C ．库仑最早用扭秤实验测量出电子电荷量的精确值D ．法拉第最早提出了“电场”的概念15．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图,现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为( )A ．13.6eVB ．12.09eVC ．10.2eVD ．3.4eV16．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A ．B ．C ．D ．17．关于近代物理，下列说法错误．．的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示电子B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 18．如图所示为氢原子的能级示意图，一群处于n =4能级的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出几种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49eV 的金属钠有几种能使其产生光电效应（ ）A ．6、3B ．6、4C ．4、3D ．4、419．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。