2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 4.1电子的发现与汤姆孙原子模型 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
4.1电子的发现与汤姆孙原子模型 跟踪训练（解析版）
1．电子的发现揭示了（　　）
A．原子可再分
B．原子具有核式结构
C．原子核可再分
D．原子核由质子和中子组成
2．关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　）
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的
B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的
C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的
3．如图所示为密立根油滴实验装置，关于该实验的意义下列说法正确的是 ( )
A．研究悬浮油滴所带电性
B．测量悬浮油滴的电荷量
C．测出了基元电荷的值
D．利用二力平衡测出匀强电场的场强大小
4．电子是组成原子的基本粒子之一。下列对电子的说法中正确的是（ ）
A．密立根发现电子，汤姆孙最早测量出电子电荷量为
B．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加
C．金属中的电子吸收光子逸出成为光电子，光电子最大初动能等于入射光子的能量
D．天然放射现象中的射线实际是高速电子流，穿透能力比射线强
5．汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现（　　）
A．阴极射线在电场中受力方向与电场方向相反
B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同
C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同
D．阴极射线的比荷比氢离子的比荷大得多
6．英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现（ ）
A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧
B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同
C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同
D．汤姆孙并未精确得出阴极射线粒子的电荷量
7．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个______，______弥漫性地______在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
8．电子的质量me=______kg（保留两位有效数字），质子质量与电子质量的比值为=______。
9．19世纪末物理学的三大发现对人们了解微观世界有什么价值？请查阅资料，写一篇小论文，通过网络或者板报的方式交流。
10．请说说英国物理学家汤姆孙如何由实验判定电子是原子的组成部分。
11．在汤姆孙测量阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从K出来的阴极射线经过电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑，若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果在D、G电场区再加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画），荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为，试解决下列问题：
（1）说明阴极射线的电性；
（2）说明图中磁场沿什么方向；
（3）根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷.
参考答案
1．A
【详解】
电子的发现，不仅揭示了电的本质，而且打破了几千年来人们认为原子是不可再分的陈旧观念，证实原子也有其自身的构造，揭开了人类向原子进军的第一幕，迎来了微观粒子学（基本粒子物理学）的春天；故选A。
2．D
【详解】
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，A错误；
B．原子的核式结构是卢瑟福通过粒子的散射实验才提出的，B错误；
C．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C错误；
D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷即元电荷，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】
A．汤姆孙发现电子，汤姆孙最早测量出电子电荷量为，密立根最终测得电子电荷量为，故A错误;
B．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时,向外辐射光子,原子能量减少,故B错误;
C．光电子最大初动能等于入射光能减去逸出功，故C错误;
D．天然放射现象中的射线实际是高速电子流,穿透能力比射线强，故D正确.
故选D.
5．AD
【详解】
A．阴极射线带负电，在电场中受力方向与电场方向相反，故A正确；
B．阴极射线带负电，则阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相反，故B错误；
C．不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，故C错误；
D．汤姆孙由实验得到的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍，故D正确。
故选AD。
6．AD
【详解】
A.阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，故选项A正确；
B.由于电子带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷不同，故选项B错误；
C.不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，故选项C错误；
D.最早精确测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，故选项D正确．
7．球体 正电荷 均匀分布
【详解】
略
8．9.1×10－31 1836
【详解】
略
9．见解析
【详解】
三大发现揭开了人们研究微观世界的序幕，它激励着人们不断探索原子的内部结构，预示着人类开始“分裂原子”的探索。
10．见解析
【详解】
汤姆孙通过测定阴极射线的电性实验，测得阴极射线中含有带负电的粒子，然后通过测定阴极射线中负粒子的比荷的大小（通过带电粒子在电磁场中的运动实验）从而推理得到阴极射线中的粒子是电子。后来，汤姆孙和他的学生直接测量了氢离子和阴极射线的电荷，证明了阴极射线的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，计算出阴极射线的质量是氢离子质量的，这些事实不仅证实了阴极射线确实是带电粒子流，而且表明不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，比最轻的氢原子的质量还小得多，汤姆孙将这种带电粒子称为电子，电子的发现说明原子具有一定的结构，也就是说原子是由电子和其他物质组成的。
11．（1）负电 （2）垂直纸面向里 （3）
【详解】
(1)由于阴极射线向上偏转，因此所受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电.
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里.
(3)设此射线中的粒子带电荷量为q，质量为m，当射线在间做匀速直线运动时，有
①
当射线在间的磁场中偏转时，有
②
如图所示
同时又有
③
联立①②③得