高中物理 專題突破三課件 魯科版選修35

(1)式中式中Q為原子核的電荷量為原子核的電荷量q為為粒子所帶電量，粒子所帶電量，r為為粒粒子與原子核間的距離子與原子核間的距離(2)粒子離原子核越近，庫侖力越大；運(yùn)動(dòng)加速度越大，粒子離原子核越近，庫侖力越大；運(yùn)動(dòng)加速度越大，反之，則越小方向：反之，則越小方向：粒子的受力沿原子核與粒子的受力沿原子核與粒子的連粒子的連線，由原子核指向線，由原子核指向粒子粒子粒子散射實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)化問題粒子散射實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)化問題粒子的受力特點(diǎn)粒子的受力特點(diǎn)(1)當(dāng)當(dāng)粒子靠近原子核時(shí)，庫侖斥力做負(fù)功，電勢能增加粒子靠近原子核時(shí)，庫侖斥力做負(fù)功，電勢能增加(2)當(dāng)當(dāng)粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)，庫侖斥力做正功，電勢能減小粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)，庫侖斥力做正功，電勢能減小僅有庫侖斥力做功，只是電勢能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，而總僅有庫侖斥力做功，只是電勢能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，而總能量保持不變能量保持不變庫侖力對庫侖力對粒子的做功情況粒子的做功情況粒子的能量轉(zhuǎn)化粒子的能量轉(zhuǎn)化如圖如圖1所示，所示，粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某個(gè)粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某個(gè)粒子經(jīng)過原子核的情景，虛線粒子經(jīng)過原子核的情景，虛線a、b和和c表示原表示原子核形成的靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電子核形成的靜電場中的三個(gè)等勢面，它們的電勢分別為勢分別為a、b和和c，abc，一個(gè)，一個(gè)粒子射粒子射入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線入電場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由所示，由圖可知圖可知 ()【典典例例1】圖圖1A粒子從粒子從K到到L的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功B粒子從粒子從L到到M的過程中，電場力做負(fù)功的過程中，電場力做負(fù)功C粒子從粒子從K到到L的過程中，電勢能增加的過程中，電勢能增加D粒子從粒子從L到到M的過程中，動(dòng)能減小的過程中，動(dòng)能減小解析解析從從K到到L時(shí)，庫侖力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角大于時(shí)，庫侖力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角大于90，電場力做負(fù)功，電勢能增加，選項(xiàng)電場力做負(fù)功，電勢能增加，選項(xiàng)A、C正確從正確從L到到M過過程中，電場力先做負(fù)功，后做正功，動(dòng)能先減小，后增大，程中，電場力先做負(fù)功，后做正功，動(dòng)能先減小，后增大，選項(xiàng)選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案答案AC1911年前后，物理學(xué)家盧瑟福用年前后，物理學(xué)家盧瑟福用粒子轟擊金箔，粒子轟擊金箔，獲得驚人的發(fā)現(xiàn)試由此實(shí)驗(yàn)并根據(jù)下面所給的公式或數(shù)獲得驚人的發(fā)現(xiàn)試由此實(shí)驗(yàn)并根據(jù)下面所給的公式或數(shù)據(jù)估算金原子核的大小據(jù)估算金原子核的大小【典典例例2】答案答案41014 m借題發(fā)揮借題發(fā)揮粒子散射實(shí)驗(yàn)中常用的規(guī)律粒子散射實(shí)驗(yàn)中常用的規(guī)律(2)牛頓第二定律：該實(shí)驗(yàn)中牛頓第二定律：該實(shí)驗(yàn)中粒子只受庫侖力，可根據(jù)庫粒子只受庫侖力，可根據(jù)庫侖力的變化分析加速度的變化侖力的變化分析加速度的變化(3)功能關(guān)系：根據(jù)庫侖力做功，可分析動(dòng)能的變化，也能功能關(guān)系：根據(jù)庫侖力做功，可分析動(dòng)能的變化，也能分析電勢能的變化分析電勢能的變化(4)原子核帶正電，其周圍的電場相當(dāng)于正點(diǎn)電荷的電場，原子核帶正電，其周圍的電場相當(dāng)于正點(diǎn)電荷的電場，注意應(yīng)用其電場線和等勢面的特點(diǎn)注意應(yīng)用其電場線和等勢面的特點(diǎn)粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子最接近原子核時(shí)，粒子最接近原子核時(shí)，粒子符合粒子符合下列哪種情況下列哪種情況 ()A動(dòng)能最小動(dòng)能最小B勢能最小勢能最小C粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量小粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量小D所受原子核的斥力最大所受原子核的斥力最大解析解析該題考查了原子的核式結(jié)構(gòu)、動(dòng)能、電勢能、庫侖該題考查了原子的核式結(jié)構(gòu)、動(dòng)能、電勢能、庫侖定律及能量守恒等知識(shí)點(diǎn)定律及能量守恒等知識(shí)點(diǎn)粒子在接近金原子核的過程粒子在接近金原子核的過程中，要克服庫侖斥力做功，動(dòng)能減少，電勢能增加，兩者中，要克服庫侖斥力做功，動(dòng)能減少，電勢能增加，兩者相距最近時(shí)，動(dòng)能最小，電勢能最大，總能量守恒根據(jù)相距最近時(shí)，動(dòng)能最小，電勢能最大，總能量守恒根據(jù)庫侖定律，距離最近時(shí)，斥力最大庫侖定律，距離最近時(shí)，斥力最大答案答案AD專題小練專題小練1在在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子穿過金箔時(shí)，下列理解正確粒子穿過金箔時(shí)，下列理解正確的是的是 ()A與金原子核相距較遠(yuǎn)的與金原子核相距較遠(yuǎn)的粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)B與金原子核相距較近的與金原子核相距較近的粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)粒子，可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C粒子與金原子核距離最近時(shí)，系統(tǒng)的能量最小粒子與金原子核距離最近時(shí)，系統(tǒng)的能量最小D粒子與金原子核距離最近時(shí)，系統(tǒng)的勢能最大粒子與金原子核距離最近時(shí)，系統(tǒng)的勢能最大解析解析關(guān)于關(guān)于粒子散射現(xiàn)象，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說做出了粒子散射現(xiàn)象，盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說做出了圓滿的解釋，并推算了原子核半徑的數(shù)量級為圓滿的解釋，并推算了原子核半徑的數(shù)量級為1015m，只，只相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一粒子穿過金箔時(shí)，只有少粒子穿過金箔時(shí)，只有少數(shù)數(shù)粒子可能離核較近，金原子核對粒子可能離核較近，金原子核對粒子的庫侖力較大，粒子的庫侖力較大，使使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)、錯(cuò)、B對，對，粒子與金原子核粒子與金原子核之間的作用力是庫侖力，在之間的作用力是庫侖力，在粒子向金原子粒子向金原子2核靠近時(shí)，要克服庫侖力做功，核靠近時(shí)，要克服庫侖力做功，粒子的動(dòng)能減小，電勢粒子的動(dòng)能減小，電勢能增加；在能增加；在粒子遠(yuǎn)離金原子核時(shí)，庫侖力對粒子做正功，粒子遠(yuǎn)離金原子核時(shí)，庫侖力對粒子做正功，粒子的動(dòng)能增加，電勢能減小粒子的動(dòng)能增加，電勢能減小粒子與金原子核組成的粒子與金原子核組成的系統(tǒng)總能量不變它們距離最近時(shí)，系統(tǒng)的勢能最大，故系統(tǒng)總能量不變它們距離最近時(shí)，系統(tǒng)的勢能最大，故C錯(cuò)、錯(cuò)、D對對答案答案BD1911年盧瑟福依據(jù)年盧瑟福依據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中少部分粒子散射實(shí)驗(yàn)中少部分粒子發(fā)生了粒子發(fā)生了_(填填“大大”或或“小小”)角度偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提出了原子的核角度偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型若用動(dòng)能為式結(jié)構(gòu)模型若用動(dòng)能為1 MeV的的粒子轟擊金箔，則其粒子轟擊金箔，則其速度約為速度約為_m/s.(質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.671027 kg，1 MeV1106 eV)解析解析通過通過粒子散射實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)粒子散射實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)粒子幾乎不偏轉(zhuǎn)，有少數(shù)粒子幾乎不偏轉(zhuǎn)，有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚至有粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚至有的沿原方向返回；的沿原方向返回；粒子由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成，粒子由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成，答案答案大大6.91063