5.1电子的发现 自主提升过关练（word含解析）

5.1电子的发现 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷，是一个重要的物理量．利用带电粒子在电场和磁场中受力后的偏转情况，可以测出它的比荷，下图是测量电子比荷的实验示意图，关于测量原理和测量结果，下列说法中正确的是（ ）
A．当图中金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点．按图示方向施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P3点
B．为了抵消阴极射线的偏转，使它从重新回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适方向垂直于纸面向里的磁场
C．已知金属板D1、D2间的电场强度为E，做感应强度为B，为保证电子打在P点，则电子运动的速度应为
D．再去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，电子在D1、D2之间有磁场的区域会形成一个半径为r的圆弧，由此测得电子的比荷为
2．下列描述中符合物理学史的是（　　）
A．牛顿得出万有引力定律并测得了引力常量
B．第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，并总结出了关于行星运动的三条规律
C．库仑通过扭秤实验得到了库仑定律，并测定了元电荷的数值
D．法拉第首先提出在电荷周围存在着由它产生的电场
3．关于汤姆孙发现电子的下列说法中正确的是（　　）
A．戈德斯坦是第一个测出阴极射线比荷的人
B．汤姆孙直接测出了阴极射线的质量
C．汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体做实验，阴极射线的比荷是不同的
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
4．下列叙述中错误的是（ ）
A．汤姆孙通过实验发现了电子，否定了200多年来“原子是物质的不可分割的最小单元”这一传统观念
B．奥斯特发现电流磁效应，法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善
C．开普勒研究了第谷20余年的行星观测记录，提出了“所有行星绕太阳做匀速圆周运动”等行星运动规律
D．伽利略通过逻辑推理得出：同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同
5．下列有关物理史实的叙述中正确的是 ( )
A．奥斯特最早提出了电荷周围存在着由它产生的电场
B．密立根发现电子并通过油滴实验精确测定了其电荷量
C．法拉第发现电磁感应现象并得出法拉第电磁感应定律
D．库仑通过库仑扭秤实验得出了两点电荷之间的作用力与其间距的二次方成反比
6．物理学家对人类文明的发展做出了不朽的贡献，下面有关说法正确的是（　　）
A．法拉第发现了“磁生电”的条件，并通过实验首次捕捉电磁波
B．美国科学家富兰克命名了正、负电荷，并通过实验测得元电荷的电量
C．开普勒发现行星运动规律，并最终得出万有引力定律
D．伽利略通过逻辑推理指出前人对落体运动认识的问题，并得出轻重不同的物体下落同样快的结论
7．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略开创了将实验和逻辑推理相结合的研究方法
B．库仑最早用实验测得元电荷e的数值
C．牛顿最先通过实验测出了引力常量G的数值
D．汤姆孙通过对天然放射现象的研究发现了电子
8．右图是阴极射线管的示意图. 接通电源后，会有电子从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上形成一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下偏转，下列措施中可行的是（ ）
A．加一方向平行纸面向上的磁场
B．加一方向平行纸面向下的磁场
C．加一方向垂直纸面向里的磁场
D．加一方向垂直纸面向外的磁场
9．下列说法中符合史实的是
A．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应
B．牛顿从万有引力定律出发，总结出了真空中两个点电荷间的静电作用规律
C．卢瑟福根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况的分析而发现的电子
D．法拉第经过了多次实验终于发现了电磁感应现象
10．分子运动是看不见、摸不着的，其运动特征不容易研究，但科学家可以通过布朗运动认识它，这种方法叫做“转换法”.下面给出的四个研究实例，其中采取的方法与上述研究分子运动的方法相同的是（　　）
A．牛顿通过对天体现象的研究，总结出万有引力定律
B．密立根通过油滴实验，测定了元电荷的电荷量
C．欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，先保持电阻不变研究电流与电压的关系；然后再保持电压不变研究电流与电阻的关系
D．奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转得出通电导线的周围存在磁场的结论
11．许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，以下关于物理学史和物理学家所用物理学方法叙述正确的是（　　）
A．汤姆逊发现了电子，并首先提出了原子的核式结构模型
B．质点是对研究对象的一种科学抽象处理，任何物体在任何时候都能看成质点
C．在“探究平抛运动在竖直方向上的分运动”的实验中，应用了比较研究法
D．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，这里采用了理想实验法
12．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是
A．英国物理学家牛顿在《两种新科学的对话》著作中提出了三条运动定律(即牛顿运动定律)
B．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体
C．英国物理学家库仑利用扭秤实验准确的测得了万有引力常量
D．英国物理学家密立根发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流
13．下列说法正确的是（　　）
A．点电荷所带的电荷量一定很小
B．试探电荷是一种理想模型，实际上并不存在
C．电荷中和是等量异种电荷同时消失的现象
D．密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值
14．下列说法中，正确的是（　　）
A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量
B．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的
C．汤姆孙油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍
D．通过实验测得电子的比荷及电子电荷量e的值，就可以确定电子的的质量
二、解答题
15．J．J．汤姆孙是通过怎样的实验和推理过程发现电子的？
16．你认为电子的发现，对人类探索微观世界有什么重大意义？
参考答案
1．D
【详解】
按图示方向施加电场E之后，因电子受到向下的电场力，则射线发生偏转并射到屏上P2点，选项A错误；为了抵消阴极射线的偏转，使它从重新回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适的磁场，即使电子受到向上的洛伦兹力，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外，选项B错误；已知金属板D1、D2间的电场强度为E，做感应强度为B，为保证电子打在P点，则电子运动的速度应满足：qE=qvB，即 ，选项C错误；再去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，电子在D1、D2之间有磁场的区域会形成一个半径为r的圆弧，则解得，由此测得电子的比荷为，选项D正确；故选D.
2．D
【详解】
A．引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测出的，故A错误；
B．总结出了关于行星运动的三条规律是开普勒，故B错误；
C．密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故C错误；
D．首先提出在电荷周围存在着由它产生的电场是法拉第，并提出用电场线描绘电场，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
AB．汤姆孙是第一个测出阴极射线比荷的人，但是没有测出阴极射线的质量，故AB错误；
C．汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体做实验，阴极射线的比荷是相同的，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D。
4．C
【详解】
A．汤姆孙通过实验对“阴极射线在电场和磁场中偏转情况”进行研究发现了电子，否定了2000多年来“原子是物质的不可分割的最小单元”这一传统观念，标志着人类对物质结构的认识进入了一个崭新的阶段，故A与题意不符；
B．奥斯特发现的电流磁效应，震动了整个科学界，引起了科学家们关于“磁也能生电”的对性的思考，最终导致法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,，故B与题意不符；
C．开普勒研究了第谷20余年的行星观测记录，提出了“所有行星绕太阳在椭圆轨道上运动”等行星运动规律，澄清了许多年来人们对天体运动的神秘、模糊认识，也为牛顿创立天体力学理论奠定了观测基础，故C与题意相符；
D．伽利略用重球和轻球栓接后共同下落的情景，使用归谬法来进行论证，故D与题意不符。
故选C。
5．D
【详解】
法拉第提出了电荷周围存在着由它产生的电场，故A错误；美国科学家密立根最先测出电子的电量，而英国科学家汤姆孙最先发现了电子，B错误；法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯得出法拉第电磁感应定律，C错误；库仑通过库仑扭秤实验得出了两点电荷之间的作用力与其间距的二次方成反比，D正确．
6．D
【详解】
A．法拉第发现了“磁生电”的条件，赫兹通过实验证实了电磁波，故A错误；
B．国科学家富兰克命名了正、负电荷，密立根通过实验测得元电荷的电量，故B错误；
C．开普勒发现行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误；
D．伽利略通过逻辑推理指出前人对落体运动认识的问题，并得出轻重不同的物体下落同样快的结论，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，故A正确；
B．美国物理学家密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量G的数值，故C错误；
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
要使电子向下偏转，则电子受到向下的洛伦兹力，故根据左手定则可施加一个方向垂直纸面向里的磁场。
故选C。
9．D
【详解】
试题分析：奥斯特根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应，A错误；库仑从万有引力定律出发，总结出了真空中两个点电荷间的静电作用规律，B错误；汤姆生根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况的分析而发现的电子，C错误；法拉第经过了多次实验终于发现了电磁感应现象，D正确．
考点：物理学史
10．D
【详解】
A．牛顿通过对天体运动的研究，根据开普勒定律、牛顿第二定律、第三定律，直接得出万有弓力定律，这种方法不是转换法，故A错误；
B．密立根通过油滴实验，测定了元电荷的电荷量没有用到转换法，故B错误；
C．欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，采用的控制变量法得到了欧姆定律，故C错误；
D．奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转，根据小磁针的偏转得出通电导线的周围存在磁场的结论，是一种转换法，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．汤姆孙发现了电子，并提出了“枣糕式原子模型”，故A错误；
B．只有当物体的体积和形状对研究的问题没有影响时，才能将物体看成质点，故B错误；
C．在“探究平抛运动在竖直方向上的分运动”的实验中，应用了比较研究法，故C正确；
D．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，这里采用了等效替代法，故D错误。
故选C。
12．B
【解析】试题分析：牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律，伽利略在《两种新科学的对话》著作中提力不是维持物体运动的原因，故A错误；20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，故B正确；顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出，故C错误；汤姆发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流，故D错误．
考点：考查了物理学史
13．BD
【详解】
A．点电荷的电荷量可能很大也可能很小，选项A错误；
B．点电荷、试探电荷均为理想模型，实际上不存在，选项B正确；
C．电荷中和只是异种电荷等量抵消，并没有消失，选项C错误；
D．密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值，选项D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
AB．密立根油滴实验测出了电子的电荷量，A错误，B正确；
C．密立根通过“油滴实验”确定电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍，C错误；
D．根据电子的比荷和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，D正确。
故选BD。
15．见解析
【详解】
J．J．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，然后通过带电粒子在磁场和电场中的运动实验测定阴极射线中负粒子的比荷的大小，从而推理得到阴极射线中的粒子是电子。
16．拉开了微观探究的序幕
【详解】
汤姆孙发现电子后，人们认识到，原子还有更复杂的结构，人类开始探索原子的内部结构，最终发现原子是由位于原子中心的原子核及核外运动的电子组成。