2020·北京西城·一模
1 . 二十世纪初,卢瑟福进行粒子散射实验的研究,改变了人们对原子结构的认识。
(1)如图1所示,有两个粒子均以速度射向金原子,它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图;
(2)如图2所示,一个粒子以速度射向金原子,速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用,可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向;
(3)实验发现,绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有极少数粒子发生了大角度偏转(超过90°)。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便,可作如下假设:
①将粒子视为质点,金原子视为球,金原子核视为球体;
②金箔中的金原子紧密排列,金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成;
③各层原子核前后不互相遮蔽;
④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L,金原子直径为,大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为,且。
a.请估算金原子核的直径;
b.上面的假设做了很多简化处理,这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约,金原子直径约,金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。
(1)如图1所示,有两个粒子均以速度射向金原子,它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图;
(2)如图2所示,一个粒子以速度射向金原子,速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用,可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向;
(3)实验发现,绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有极少数粒子发生了大角度偏转(超过90°)。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便,可作如下假设:
①将粒子视为质点,金原子视为球,金原子核视为球体;
②金箔中的金原子紧密排列,金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成;
③各层原子核前后不互相遮蔽;
④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L,金原子直径为,大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为,且。
a.请估算金原子核的直径;
b.上面的假设做了很多简化处理,这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约,金原子直径约,金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。
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2020-04-07更新
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1007次组卷
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6卷引用:押江苏卷13题 光学、热学、原子物理计算-备战2024年高考物理临考题号押题(江苏卷)
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