9.在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示。图中P、Q为轨迹上的点,虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线将平面分为四个区域。不考虑其他原子核对α粒子的作用,则关于该原子核的位置,正确的是( )
A.一定在①区域 B.可能在②区域
C.可能在③区域 D.一定在④区域
解析:选A 根据曲线运动的条件可知选项A正确。
10.1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________(填"大"或"小")角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV的α粒子轰击金箔,则其速度约为____________ m/s。(质子和中子的质量均为1.67×10-27 kg,1 MeV=1×106 eV)
解析:卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大角度偏转,少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了这个现象进行分析,提出了原子的核式结构模型。1 MeV=1×106×1.6×10-19 J=mv2,解得v≈6.9×106 m/s。
答案:大 6.9×106
11.已知金的原子序数为79,α粒子离金原子核的最近距离设为10-13 m,则α粒子离金核最近时受到的库仑斥力是多大?对α粒子产生的加速度是多大?(已知α粒子的电荷量qα=2e,质量mα=6.64×10-27 kg)
解析:α粒子离核最近时受到的库仑斥力为
F=k=k=9×109×
N
≈3.64 N
金核对α粒子的库仑力对α粒子产生的加速度大小为
a== m/s2≈5.48×1026 m/s2。
答案:3.64 N 5.48×1026 m/s2
12.在α粒子散射试验中,根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离就可以估算原子核的大小,现有一个α粒子以2.0×107 m/s的速度去轰击金箔,若金原子的核电荷数为79,求该α粒子与金原子核之间的最近距离(己知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Ep=k,α粒子质量为6.64×10-27 kg)。
解析:α粒子散射实验使人们认识到原子的核式结构,从能量转化角度看,当α粒子靠近原子核运动时,α粒子的动能转化为电势能,达到最近距离时,动能全部转化为电势能,可以估算原子核的大小。