第2节 原子的核式结构模型
1．α粒子散射实验．(1)在汤姆孙发现电子之后，说明原子可以再分．原子是电中性，说明原子内有正、负两种电荷．
(2)对原子中正负电荷如何分布，科学家提出了许多模型，汤姆孙提出“枣糕模型”，但后来α粒子散射实验完全否定了汤姆孙的模型．
(3)α粒子散射实验是由英籍物理学家卢瑟福指导他的学生而设计的，实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进．但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”．
(4)1911年，卢瑟福提出了自己的原子结构模型：原子中带正电部分的体积很小但几乎占有全部质量，电子在正电体的外部运动，卢瑟福的原子模型被称为核式结构模型．
2．原子核的电荷与尺度．
(1)原子由带电荷＋Ze的核与核外Z个电子组成，原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数就是核中的质子数．
(2)原子核半径的数量级m.而整个原子半径数量级是m.两者相差十万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．
1．在卢瑟福α粒子散射实验中，使α粒子发生散射的力是(B)
A．万有引力 B．库仑力
C．磁场力 D．核力
解析：由于极少数α粒子发生了大角度偏转，使α粒子发生散射的力是库仑斥力．
2．下列对原子结构的认识中，错误的是(D)
A．原子中绝大部分是空的，原子核很小
B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力
C．原子的全部正电荷都集中在原子核里
D．原子核的直径大约是m
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解析：原子由位于原子中心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m，而原子半径的数量级为m，故A正确，D错误．
3．卢瑟福在用α粒子轰击金箔的实验中，观察到α粒子的散射情况是(B)
A．全部α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进
B．绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回
C．少数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回
D．全部α粒子都发生很大偏转
解析：当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故B正确，ACD错误．
4．以下说法中符合汤姆孙原子模型的是(A)
A．原子中的正电荷部分均匀分布在原子中
B．原子中的正电荷部分集中在很小的体积内
C．电子在原子内可以自由运动
D．电子在原子内不能做任何运动
解析：原子的核式结构是卢瑟福提出的，不是汤姆孙．
5．(多选)对α 粒子散射实验装置的描述正确的是(AD)
A．主要器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜
B．金箔厚度对实验无影响
C．若改用铝箔则不能发生散射现象
D．实验装置应放在真空中
解析：α粒子散射实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜；故A正确；金箔厚度太大，α粒子就不能穿透了，所以不可以太厚，故B错误；如果不用金箔改用铝箔也会发生散射现象，只是铝的延展性不如金好，不可以做到很薄，所以实验结果会受到影响，C错误；试验装置必须在真空进行，否则α粒子会电离空气，造成实验现象不明显，D正确．
6．(多选)在α粒子散射实验中，某个粒子跟金箔中的电子相撞，则(AC)
A．α粒子的动能几乎没有损失
B．α粒子将损失大部分动能
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：电子的质量相对α粒子非常小，相当于子弹撞到尘埃上，所以完全可以忽略．
7．(多选)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的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是(CD)
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A．α粒子在A处的速度比B处的速度小
B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小
C．α粒子在A、C两处的速度大小相等
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小
解析：α粒子由A经B运动到C，由于受到库仑力的作用，α粒子先减速后加速，所以A错误，D正确；为克服斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B错误．A、C处于同一个等势面上，从A到C库仑力不做功，速度大小不变，C正确．
8．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，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(C)
解析：α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项C正确．
9．α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少？
解析：设电子质量为m，碰后α粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性正碰中动量守恒和能量守恒有：
7 300mv＝7 300mv1＋mv2，
解得：v1＝v＝v，
因此碰撞后α粒子速度减少了：v－v1＝v.
答案： v
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10．卢瑟福通过________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．如果用带箭头的四条线a、b、c、d来表示α粒子在下图所示的平面示意图中运动的可能轨迹．请在图中补充完成b和c两条α粒子运动的大致轨迹．
解析：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来)，据此可画出α粒子的运动轨迹．
答案：α粒子散射
α粒子的运动轨迹如图所示
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