2. 从业资格
  3. 材料一《普通高中物理课程标准（2017年版）》关于“原子结构”的内容标准为：“了

材料一《普通高中物理课程标准（2017年版）》关于“原子结构”的内容标准为：“了

考试题库2022-08-02  61
问题 材料一《普通高中物理课程标准（2017年版）》关于“原子结构”的内容标准为：“了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。”材料二高中物理某版本教科书关于“α粒子散射实验”的教学内容如下。α粒子是从放射性物质（如铀和镭）中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。1909年，英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的研究时，所用仪器的俯视图如图18．2—2所示、R是被铅块包围的α粒子源，它发射的α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在金箔F上。M是一个带有荧光屏s的放大镜，可以在水平面内转到不同的方向对散射的α粒子进行观察。被散射的α粒子打在荧光屏上会有微弱的闪光产生。通过放大镜观察散光就可以记录在某一时间内向某一方向散射的α粒子数。从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空。{图}当仅粒子打到金箔上时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用，一些α粒子的运动方向改变，也就是发生了α粒子的散射。统计散射到各个方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中电荷的分布情况。材料三教学对象为高中三年级学生，已学过原子的结构相关知识。任务：（1）简述卢瑟福的原子的核式结构模型的内容。（2）结合所给材料，完成“原子的核式结构模型”的教学设计。教学设计要求包括：教学目标、教学重点、教学过程（要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式、叙述式等）。
选项
答案
解析 （1）原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
（2）教学设计如下：
原子的核式结构模型
?一、教学目标
?1．知道阴极射线及其本质，了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子核的电荷分布。
?2．掌握电子的电荷量、原子的核式结构模型，能够通过科学推理解决相关的问题。
?3．探究阴极射线的本质，理解α粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体会科学家的探索方法，提高观察与实验的能力。
?4．通过学习体验科学家探索科学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，培养积极探索科学的兴趣。
?二、教学重难点
?1．教学重点
（1）引导学生小组自主思考讨论对α粒子散射实验的结果分析，从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。
（2）在教学中渗透物理学方法：模型方法、黑箱方法和微观粒子碰撞方法。
?2．教学难点
引导学生小组自主思考讨论对α粒子散射实验的结果分析，从而否定“枣糕模型”，得出原子的核式结构。
?三、教学过程
环节一：新课导入
教师：汤姆逊发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的“枣糕模型”。用动画展示原子的“枣糕模型”，并提问：汤姆逊提出的原子的“枣糕模型”是否正确呢?
学生观看动画并思考问题。
【设计意图】全方位展示实验过程，方便学生理解。
环节二：新课讲授
?1．α粒子散射实验原理
（1）原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒
子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况是研究原子结构的有效手段。
（2）教师指出：研究原子内部结构要用到的方法——黑箱法、微观粒子碰撞方法等。
?2．α粒子散射实验装置
α粒子散射实验的装置主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。α粒子散射实验在课堂上无法直接演示，需要借助多媒体系统。利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的α粒子，并且让学生了解到这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也相当长。
?3．实验的观察结果
实验的观察结果：入射的α粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。
学生体会α粒子散射实验中用到的科学方法；渗透科学精神的教育思想。
【设计意图】扩展学生的思维。
环节三：课后小结
?1．投影出三个问题让学生先自己思考，然后以四人小组讨论。对于第一、二个问题，学生基本上能讨论出结果，师生共同分析第三个问题，然后让学生小组讨论，进行逻辑推理得出原子的结构。
第三个问题是用汤姆逊的“枣糕模型”能否解释α粒子大角度散射?
请同学们从以下三方面去考虑：
（1）Or．粒子出现大角度散射有没有可能是由电子碰撞后造成的?
（2）按照“枣糕模型”，α粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转?
（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成α粒子的大角度偏转?为什么?
?2．教师小结
对于问题（1）、（2），按照“枣糕模型”，有下列结论。
（1）碰撞前、后，质量大的α粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象。即使是非对心碰撞，也不会有大角度散射。
（2）α粒子在原子附近时，由于原子呈中性，与α粒子之间没有或有很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀地分布。α粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使仅粒子偏转的力不会很大，所以α粒子大角度散射说明“枣糕模型”不符合原子结构的实际情况。
对于问题（3）：
先通过课件师生分析，然后小组讨论，推理分析得到卢瑟福的原子核式结构核型。教师起引导和组织作用。
实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。
（3）绝大多数α粒子不偏移一原子内部绝大部分是“空”的。
（4）少数α粒子发生较大偏转一原子内部有“核”存在。
（5）极少数α粒子被弹回表明：①原子核作用力很大；②原子核质量很大，电量集中。
【设计意图】培养学生分析问题、解决问题及总结的能力；帮助学生回顾所学内容，增强记忆。
?四、板书设计
原子的核式结构模型
?一、α粒子散射实验
?1．实验装置
?2．实验结果
?二、原子的核式结构模型
?三、核式结构模型与“枣糕模型”
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