5.1电子的发现 课时提升练—2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

5.1电子的发现 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．下列说法中，符合物理学史实的是
A．密立根由带电油滴在电场中所受电场力与重力间的关系，通过计算发现了电子
B．卡文迪许通过扭秤装置将微小形变放大，测定了静电力恒量k的值
C．牛顿根据牛顿第一定律及开普勒有关天体运动的三个定律发现了万有引力定律
D．奥斯特通过实验发现在磁场中转动的金属圆盘可以对外输出电流
2．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
3．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
4．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
5．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
6．下列说法错误的是（ ）
A．1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
B．英国物理学家汤姆逊发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流
C．密立根通过油滴实验测得了电子的带电量
D．牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
7．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
8．下列关于物理学发展史和单位制的说法正确的是（　　）
A．物理学家汤姆孙经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量
B．韦伯不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C．kg、m、s、C都是国际单位制中的基本单位
D．功的单位用国际单位制中基本单位可书写为kg m2/s2
9．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
10．关于阴极射线，下列说法正确的是（ ）
A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象
B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的光子流
C．阴极射线是组成物体的原子
D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转
11．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
12．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
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．如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点
B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转
二、解答题
15．你认为电子的发现，对人类探索微观世界有什么重大意义？
16．如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置.当极板P和间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到点，点到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点，已知极板水平方向长度为，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为；
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小；
（2）推导出电子比荷的表达式．
参考答案
1．C
【详解】
A．密立根由带电油滴在电场中所受电场力与重力间的关系，通过计算发现了电子所带的电量值，A错误；
B．卡文迪许通过扭秤装置将微小形变放大，测定了万有引力恒量G的值，B错误；
C．牛顿根据牛顿第一定律及开普勒有关天体运动的三个定律发现了万有引力定律，C正确；
D．奥斯特通过实验发现在电流周围存在磁场，D错误。
故选C。
2．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。
3．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．
4．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。
5．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。
6．D
【详解】
A．1837年英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出电场线来表示电场，故A不符合题意；
B．英国物理学家汤姆逊发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流，故B不符合题意；
C．密立根通过油滴实验测得了电子的电量，故C不符合题意；
D．卡文迪许用扭称实验测出了万有引力常量G，故D符合题意。
故选D。
7．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。
8．D
【详解】
A．物理学家密立根经过多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，故A错误；
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，故B错误；
C．kg、m、s是国际单位制中的基本单位，C是导出单位，故C错误；
D．根据功的公式和可知，功的单位用国际单位之中基本单位可书写为，故D正确。
故选D。
9．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
10．D
【详解】
试题分析：阴极射线是稀薄气体在高压作用下发生的辉光放电现象，故A正确；阴极射线实质上真空管内由阴极发生的电子流，故B正确；阴极射线是组成物体的电子，不是原子，故C错误；电子质量很小，故阴极射线按直线传播，电子带负电，可以被电场和磁场偏转，D正确；
考点：射线管的构造及其工作原理
【名师点睛】解决本题的关键知道阴极射线产生条件、射线的性质，以及知道电子带负电等基础知识
11．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.
12．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
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．AC
【详解】
BC．实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B的说法错误；
D．加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，因而选项D错误；
A．当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A的说法正确。
故选AC。
15．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。
16．（1） （2）
【详解】
（1）电子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动，有:
得:，即打到荧光屏O点的电子速度的大小为；
（2）P与之间只有偏转电场时，电子的加速度为a，运动时间为t，电子离开偏转电场的偏移量为y，速度偏转角为，根据运动学公式：
根据牛顿第二定律有：
运动时间：
解得：
由于：
可得：．