資源簡介

4.3原子的核式結構模型學案
一學科核心素養
物理觀念∶知道原子核式結夠模型，體會物理模型建立的艱辛。
科學思維∶通過a粒子散射實驗，知識通過宏觀分析研究微觀世界的方法。
科學探究：通過觀察電子的發現過程實驗和a粒子散射實驗過程培養學生觀察能力，感悟以實驗為基礎的科學探究方法。
科學態度與責任∶體會研究微觀世界的一種科學方法，以及在科學方法論中的重要意義。學習老科學家們的艱苦奮斗的精神，激發學生學習熱情。
二學習重難點
重點：電子發現的過程、a粒子散射實驗和原子核式結構。
難點：a粒子散射實驗。
三課前預習
1．如圖所示為湯姆孫做陰極射線實驗時用到的氣體放電管，在 K、A之間加高電壓，便有陰極射線射出；C、D 間不加電壓時，光屏上O點出現亮點，當C、D之間加如圖所示電壓時，光屏上P 點出現亮點。
（1）要使K 、A 之間有陰極射線射出，則 K 應接高壓電源 ____（填“正極”或“負極”）；要使光屏上P 處的亮點再回到O點，可以在C、D 間加垂直紙面______（填“向里”或“向外”）的勻強磁場；
（2）湯姆孫換用不同材料的陰極做實驗，發現不同陰極發出的射線的比荷是______的（填“相同”或“不同”）。
2．如圖所示，是20世紀初偉大的物理學家盧瑟福在研究物質結構時的實驗裝置，請根據物理學史的知識完成下題：
(1)盧瑟福用這個實驗裝置發現了______________；
(2)圖中的放射源發出的是___________粒子；
(3)圖中的金箔是_____層分子膜（填單或多）；
(4)如圖位置的四個顯微鏡中，閃光頻率最高的是___顯微鏡；
(5)除上述實驗成就外，盧瑟福還發現了______的存在；（填電子、質子、中子中的一項）
(6)最終盧瑟福__________諾貝爾獎（填是否獲得了）。
3．人類對原子結構的認識，涉及許多實驗的探究及眾多科學家的創造性思想。
（1）1897年，湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況（圖甲），斷定陰極射線是________（填“電磁波”或“電子”），進而認為原子是一個球體，提出原子“西瓜模型”或“________模型”；
（2）1909年，盧瑟福與他的學生進行了α粒子散射實驗（圖乙），提出了原子核式結構模型。下列對此實驗與模型的說法，正確的是________。
A．α粒子散射實驗證明了原子核是由質子和中子組成的
B．絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，主要是因為電子的質量太小
C．極少數α粒子穿過金箔后發生大角度偏轉，是因為其受到金原子核的強庫侖斥力
D．α粒子散射實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上
4．（1）陰極射線：______發出的一種射線，它能使對著陰極的玻璃管壁發出熒光。
（2）湯姆孫的探究：根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是帶______（填“正電”或“負電”）的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。組成陰極射線的粒子被稱為電子。
5．盧瑟福所做的粒子散射實驗的示意圖如圖所示，請回答問題。
(1)粒子的主要構成微粒是______，粒子能穿過金箔的原因是______。
(2)根據盧瑟福預測的結果，能看到粒子的點是______，其理論依據是______。而根據實驗的結果粒子所出現的點是______，此實驗說明了______，盧瑟福因為在原子結構研究領域的突出貢獻而獲得諾貝爾獎，他的主要功績是______。
6．（1）密立根實驗：電子電荷的精確測定是由密立根通過著名的“油滴實驗”做出的，目前公認的電子電荷的值為e=______（保留兩位有效數字）；
（2）電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是______的整數倍；
（3）電子的質量me=______kg（保留兩位有效數字），質子質量與電子質量的比值為=______。
7．某研究小組在實驗室做粒子散射實驗，實驗裝置如圖所示。
（1）粒子打到熒光屏上都會引起閃爍，若將帶有熒光屏的顯微鏡分別放在圖中a、b、c、d四處位置。則這四處位置在相等時間內統計的閃爍次數符合實驗事實的是_______；
A．202、405、625、825　　 B．1202、1305、723、203
C．1202、1010、723、203 D．1305、25、7、1
（2）有關該實驗現象的相關認識中正確的是_______。
A．a處觀測到的粒子穿過金箔后按原方向運動，說明這些粒子更接近原子核
B．c處觀測到的粒子發生大角度偏轉是因為受到金原子核的斥力作用
C．d處觀測到的粒子是因為粒子跟電子相碰
D．d處觀測到的粒子發生大角度偏轉幾乎被彈回，說明金原子內部是實心的
8．粒子散射實驗的實驗現象：_____粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有_____粒子（約占八千分之一）發生了大角度偏轉，偏轉的角度甚至_____90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”（絕大多數、多數、少數、大于、小于）
四自我檢測
1．在盧瑟福粒子散射實驗中，少數粒子發生大角度偏轉的原因是（　　）
A．原子的正電荷和絕大部分質量都集中在一個很小的核上
B．正電荷在原子中均勻分布
C．原子中存在著帶負電的電子
D．原子核中有中子存在
2．下面四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法不正確的是（　　）
A．甲圖中，擋板上縫寬代表粒子位置的不確定范圍，屏幕上中央亮條的寬度代表粒子動量的不確定范圍
B．乙圖是湯姆生用于研究陰極射線本質的氣體放電管，通過該裝置可以獲得陰極射線是帶電微粒而非電磁輻射
C．丙圖中，奧斯特提出著名的分子電流假說，他認為分子電流的取向是否有規律，決定了物體對外是否顯磁性
D．丁圖是盧瑟福研究α粒子散射的實驗裝置圖，分析此實驗結果，他提出了原子的核式結構模型
3．盧瑟福通過對粒子散射實驗結果的分析，揭示了（　　）
A．原子核的外部存在電子
B．原子中心有個很小的核
C．中子是組成原子核的一種微粒
D．質子是組成原子核的一種微粒
4．關于原子結構的認識歷程，下列說法正確的有（　　）
A．湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在很小的核內
B．湯姆孫通過著名的“油滴實驗”精確測定電子電荷
C．盧瑟福的原子核式結構模型能夠很好的解釋原子中帶正電部分的體積、質量占比都很小
D．α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據
5．現代技術的發展促進了人們對原子、原子核的認識，下列說法正確的是（　　）
A．電子的發現說明原子核內部有復雜結構
B．核反應過程中如果核子的平均質量減小，則要吸收能量
C．實際上，原子中的電子沒有確定的軌道，所以玻爾的氫原子模型是沒有實際意義的
D．盧瑟福通過實驗首次實現了原子核的人工轉變，核反應方程為
6．用“中子活化”技術分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的147N產生146C和另一種粒子X，則X是（　　）
A．質子 B．α粒子
C．β粒子 D．正電子
7．關于物理學史，下列說法中錯誤的是（　　）
A．元電荷e的數值最早是由美國物理學家密立根測得的
B．庫侖不僅提出了場的概念，而且直觀地描繪了場的清晰圖像
C．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的分析與研究，提出了原子的核式結構模型
D．普朗克通過研究黑體輻射提出能量子概念
8．關于原子的核式結構模型，下列說法正確的是（　　）
A．湯姆孫發現電子后提出了原子的核式結構模型
B．根據α粒子散射實驗，提出的核式結構模型可以很好地解釋原子的穩定性
C．α粒子散射實驗否定了湯姆孫關于原子結構的“西瓜模型”
D．玻爾提出的原子模型，否定了盧瑟福的原子核式結構學說
9．如圖，盧瑟福進行的α粒子散射實驗現象表明（　　）
A．在原子的中心有一個很小的核
B．原子核具有復雜結構
C．原子核集中了原子所有的質量
D．核外電子在繞核做圓周運動
10．如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況。下列說法中正確的是（　　）
A．在圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多
B．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光
C．盧瑟福選用不同重金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似
D．α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到金箔原子后產生的反彈
參考答案：
三課前預習
1． 負極 向外 相同
2． 核式結構模型 粒子 單 A 質子 獲得了
3． 電子 棗糕 CD##DC
4． 陰極 負電
5． 帶2個單位正電荷的 以的速度做高速運動 A 湯姆孫的葡萄干面包模型 A、B、C 湯姆孫的葡萄干面包模型是錯誤的 發現了原子結構的奧秘，提出了原子結構的行星模型
6． 1.6×10－19C 1.6×10－19C 9.1×10－31 1836
7． D B
8． 絕大多數 少數 大于
四自我檢測
1．A
2．C
3．B
4．D
5．D
6．A
7．B
8．C
9．A
10．C
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