2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第16章原子结构和波粒二象性原子核第40讲原子结构与原子核考点1卢瑟福核式结构模型

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第16章原子结构和波粒二象性原子核第40讲原子结构与原子核考点1卢瑟福核式结构模型，共2页。试卷主要包含了α粒子散射实验结果分析，α粒子散射动能、电势能分析等内容，欢迎下载使用。

1．α粒子散射实验结果分析
(1)绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的。
(2)少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷。
(3)极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
2．α粒子散射动能、电势能分析
(1)库仑力对α粒子的做功情况
当α粒子靠近原子核时，库仑斥力做负功，电势能增加；当α粒子远离原子核时，库仑斥力做正功，电势能减少。
(2)α粒子的能量转化
由于只有库仑力做功，能量只在电势能和动能之间相互转化，总能量保持不变。
【跟踪训练】
(α粒子散射实验)如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果作出的推理正确的是( B )
A．在位置②接收到的α粒子最多
B．在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大
D．若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
[解析] 原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转，则在位置③接收到的α粒子最多，所以A项错误；在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内，所以B项正确；位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小，因为在位置①接收到的α粒子速度反向运动，则动量的变化量更大，所以冲量更大，则C项错误；若正电荷均匀分布在原子内，则α粒子与原子正面撞击，粒子最后反弹，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差较多，所以D项错误。故选B项。
(α粒子散射实验现象的解释)在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是( A )
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．正电荷在原子内是均匀分布的
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] 卢瑟福α粒子散射实验中使卢瑟福惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原子核带正电，A正确、B错误。α粒子能接近原子核的机会很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改变。C、D两项的说法没错，但与题意不符。
(α粒子动能、电势能分析)根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个α粒子从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近)，下列判断中正确的是( B )
A．α粒子的动能先增大后减小
B．α粒子的电势能先增大后减小
C．α粒子的加速度先减小后增大
D．库仑力对α粒子先做正功后做负功
[解析] α粒子先靠近原子核，然后又远离原子核，则在运动过程中，库仑力对α粒子先做负功后做正功，所以其电势能先增大后减小，由动能定理知，动能先减小后增大，B正确，A、D错误；α粒子受到的库仑力先增大后减小，由牛顿第二定律知，加速度先增大后减小，C错误。