1.
人们对原子内部结构的认识经历了漫长而曲折的过程,原子结构模型的建立同样是一代又一代科学家不断修正和完善的结果。卢瑟福用α粒子轰击金箔,并根据实验现象提出了原子核式模型。科学小组用模拟实验来理解卢瑟福的实验过程。
用废弃的粉笔头模拟α粒子,用栓有小球的纸箱模拟金箔(如图甲所示),纸箱的框为40cm×40cm,小科站在纸箱正方前方,朝着框内随机投掷100个粉笔头,记录击中小球的次数,通过“各小球的横截面之和=纸箱框内面积×击中率”,推算小球的半径r。

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(1)
如图乙所示,是根据卢瑟福的α粒子轰击金箔实验现象绘制出的示意图,其中轨迹(填序号)绘制错误。
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(2)
α粒子是氦原子的原子核,由2个质子和2个中子构成,则α粒子所带的电荷情况为。
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(3)
模拟被反弹的α粒子的比例推算小球大小,理解原子核体积占不小,小科共投掷出多个粉笔头,击中率为10%。请推算出每个小球的半径r为cm。(请用带π的式子表示,圆的面积公式为πr2)
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(4)
部分大质量恒心经历超新星爆炸时,恒星原子中的所有电子会被压缩到原子核中,与质子结合后形成中子,恒星演变成密度为10亿吨/厘米3左右的中子星,请结合卢瑟福原子模型和密度公式,解释中子星密度超大的原因。
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