2.1 電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫模型 規(guī)范訓練(魯科版選修3-5)

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1、第2章 原子結(jié)構(gòu) 第1節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫模型 (時間：60分鐘) 考查知識點及角度 難度及題號 基礎 中檔 稍難 陰極射線及氣體導電 1、2、3、4、5 6、7 帶電粒子比荷的測定 8、9、10 11 12 綜合提升 13 14 知識點一　陰極射線及氣體導電 1．關于陰極射線，下列說法正確的是 (　　)． A．陰極射線帶負電 B．陰級射線帶正電 C．陰級射線的比荷比氫原子的比荷大 D．陰極射線的比荷比氫原子的比荷小 解析　由陰極射線在電場中的偏轉(zhuǎn)方向可判斷其帶負電，A對；湯姆孫用實 驗測定，陰極射線的

2、比荷是氫原子比荷的近兩千倍，C對． 答案　AC 2．關于空氣導電性能，下列說法正確的是 (　　)． A．空氣導電，因為空氣分子中有的帶正電荷，有的帶負電荷，在強電場作 用下向相反方向運動的結(jié)果 B．空氣能夠?qū)щ姡且驗榭諝夥肿釉谏渚€或強電場作用下電離的結(jié)果 C．空氣密度越大，導電性能越好 D．空氣密度變得稀薄，容易發(fā)出輝光 解析　空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常情況下，氣體分子不帶電 (顯中性)，是較好的絕緣體．但在射線、受熱及強電場作用下，空氣分子被 電離，才具有導電性能，且空氣密度較大時，電離的自由電荷很容易與其他 空氣分子碰撞，正、負電荷重新

3、復合，難以形成穩(wěn)定的放電電流，而電離后 的自由電荷在稀薄氣體環(huán)境中導電性能更好，綜上所述，正確答案B、D. 答案　BD 3．下列現(xiàn)象中與陰極射線所含粒子相同的是 (　　)． A．光電效應中射出的粒子 B．β射線包含的粒子 C．熱離子發(fā)射效應中的粒子 D．熱輻射包含的粒子 解析　光電效應中射出的粒子，β射線包含的粒子，熱離子發(fā)射效應中的粒 子，和陰極射線中所含粒子一樣，都是電子．但熱輻射中輻射出的是光子． 答案　ABC 4．湯姆孫對陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”，下列關于電子的說法正確的是 (　　)． A．任

4、何物質(zhì)中均有電子 B．不同的物質(zhì)中具有不同的電子 C．電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1 836倍 D．電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元 解析　湯姆孫對不同材料的陰極發(fā)出的射線進行研究，均為同一種粒子—— 即電子，電子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，它的質(zhì)量遠小于質(zhì)子質(zhì)量；由此可知 A、D正確，B、C錯誤． 答案　AD 5．觀察陰極射線的陰極射線管中的高電壓的作用 (　　)． A．使管內(nèi)氣體電離 B．使管內(nèi)產(chǎn)生陰極射線 C．使管內(nèi)障礙物的電勢升高 D．使電子加速 解析　在陰極射線管中，陰極射線是由陰極處于熾熱狀態(tài)而發(fā)射出的電子流， 通過高電壓對電子加速獲得能量，與玻璃發(fā)

5、生撞擊而產(chǎn)生熒光．故D正確． 答案　D 6．某大功率用電器在開關切斷瞬間，開關處有電火花，其正確解釋是 (　　)． A．因為空氣是良導體，電火花是空氣放電形成的 B．開關兩端產(chǎn)生的高電壓，使空氣電離放電 C．為避免產(chǎn)生電火花，可把開關浸在絕緣油中 D．以上說法均不對 解析　由于通常狀態(tài)下空氣是絕緣體，A錯；空氣在強電場作用下電離形成 導體而導電，故B對、C對． 答案　BC 圖2－1－10 7．如圖2－1－10所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強電流的長直導線，則陰極射線將 (　　)． A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) B．向紙外偏轉(zhuǎn) C．向下偏轉(zhuǎn) D．向上偏轉(zhuǎn) 解析　由

6、題目條件不難判斷陰級射線所在處磁場垂直紙面向外，電子從負極 端射出，由左手定則，可判定陰極射線(電子)向上偏轉(zhuǎn)． 答案　D 知識點二　帶電粒子的比荷的測定 8．(2012·上海市金山區(qū)期末考試)1913年美國科學家密立根通過油滴實驗(　　)． A．發(fā)現(xiàn)了中子 B．發(fā)現(xiàn)了電子 C．測出了中子的質(zhì)量 D．測出了電子的電荷量 解析　密立根通過油滴實驗精確測定了電子的電荷量． 答案　D 9．湯姆孫通過測定組成陰極射線的粒子的比荷發(fā)現(xiàn)了電子，從而說明原子內(nèi)部有復雜的結(jié)構(gòu)．密立根通過油滴實驗測定了電子的________，而且揭示出了帶電物體所帶的電荷是________． 答案　

7、電荷量　量子化的 圖2－1－11 10．(2012·天津市大港一中高三月考)密立根油滴實驗進一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性．如圖2－1－11所示是密立根油滴實驗的原理示意圖，設小油滴的質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩極板間的電勢差U，當小油滴懸浮不動時，測出兩極板間的距離為d.則可求出小油滴的電荷量q＝________． 解析　由平衡條件得mg＝q，解得q＝. 答案　 圖2－1－12 11．如圖2－1－12所示為測量某種離子的比荷的裝置．讓中性氣體分子進入電離室A，在那里被電離成離子．這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S1進入加速電場被加速．然后讓離子從縫S2垂直進入勻強磁場，最后打在底

8、片上的P點．已知加速電壓為U，磁場的磁感應強度為B，縫S2與P之間的距離為a，離子從縫S1進入電場時的速度不計，求該離子的比荷. 解析　離子在電場中qU＝mv2 ① 離子在磁場中Bqv＝m ② 2R＝a ③ 解①②③得＝. 答案　 12．1897年，物理學家湯姆孫正式測定了電子的比荷，打破了原子是不可再分的最小單位的觀點．因此，湯姆孫的實驗是物理學發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實驗之一．在實驗中湯姆孫采用了如圖2－1－13所示的陰極射線管，從電子槍C出來的電子經(jīng)過A、B間的電場加速后，水平射入長度為L的D、E平行板間，接著

9、在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、E間加上方向向下，場強為E的勻強電場，電子將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、E電場區(qū)加上一垂直紙面的磁感應強度為B的勻強磁場(圖中未畫)熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問題． 圖2－1－13 (1)說明圖中磁場沿什么方向． (2)根據(jù)L、E、B和θ，求出電子的比荷． 解析　(1)磁場方向垂直紙面向里． (2)當電子在D、E間做勻速直線運動時有：eE＝Bev. 當電子在D、E間的磁場中偏轉(zhuǎn)時有 Bev＝，同時又有：L＝r·sin θ，可得：＝. 答案　(1)垂直紙面向里　(2) 圖2－1－

10、14 13．如圖2－1－14所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進入相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場 (　　)． A．增大電場強度E，減小磁感應強度B B．減小加速電壓U，增大電場強度E C．適當?shù)丶哟蠹铀匐妷篣 D．適當?shù)販p小電場強度E 解析　正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場的區(qū)域中，受到的電場力 F＝qE，方向向上，受到的洛倫茲力f＝qvB，方向向下，離子向上偏，說明 了電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運動，即qE＝qvB，則應使洛倫茲 力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應

11、強度B，減小電場力的途徑是減小場強E.選項C、D正確． 答案　CD 14．一個半徑為1.64×10－4cm的帶負電的油滴，在電場強度等于1.92×105V/m的豎直向下的勻強電場中，如果油滴受到的電場力恰好與重力平衡，問：這個油滴帶有幾個電子的電荷？(已知油的密度為0.851×103kg/m3) 解析　油滴體積V＝πr3＝×3.14×(1.64×10－4×10－2)3m3＝1.847× 10－17m3 油滴質(zhì)量m＝ρV＝0.851×103×1.847×10－17kg＝1.572×10－14kg 設油滴中有N個電子，因油滴所受庫侖力與重力平衡，所以有mg＝Eq＝NEe N＝＝個＝5個 所以這個油滴帶有約5個電子． 答案　5 第 7 頁 共 7 頁