山东省古交市第二高级中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：2.1电子的发现与汤姆孙模型 质量检测（含解析）

2.1电子的发现与汤姆孙模型
1．发射阴极射线的真空玻璃管中高电压的作用是（ ）
A．使玻璃壁产生压电效应从而产生辉光
B．使管内产生阴极射线
C．使管内障碍物的电势升高
D．使电子加速
2．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质子流
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
3．下列说法中不符合物理史实的是（ ）
A．汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”
B．粒子的散射实验表明原子核具有复杂结构
C．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．密立根通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷
4．下列关于阴极射线的说法正确的是（ ）
A．阴极射线是高速的质子流
B．阴极射线可以用人眼直接观察到
C．阴极射线是高速运动的电子流
D．阴极射线是电磁波
5．关于电子的发现，下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的
B．电子的发现，说明原子具有一定的结构
C．在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒
D．电子带负电，使人们意识到原子内应该还有带正电的部分
6．下面对阴极射线的认识正确的是（ ）
A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的
B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生
C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线
D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极
7．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
8．下列说法中，正确的是( )
A．汤姆生精确地测出了电子电荷量e＝1.602 177 33(49)×10－19C
B．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的
C．汤姆生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荷质比及电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量
9．汤姆生通过对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是（ ）
A．任何物质中均有电子
B．不同的物质中具有不同的电子
C．电子质量是质子质量的1836倍
D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元
10．关于电子的发现，下列叙述中正确的是（ ）
A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的
B．电子的发现，说明原子具有一定的结构
C．电子是第一种被人类发现的基本粒子
D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象
11．一直以来人们都认为________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家________发现了带________电的________，从此打破了原子不可再分的神话．
12．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的粒子流,这些粒子是_____．若加在阴极射线管内两个电极的电压为U,电子离开阴极表面时的速度为零,则电子到达阳极时的速度v=_____．
13．在再现汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从出来的阴极射线经过、间的电场加速后，水平射入长度为的、平行板间，接着在荧光屏中心出现荧光斑．若在、间加上方向向下、场强为的匀强电场，阴极射线将向下偏转；如果再利用通电线圈在、电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为的匀强磁场（图中未画），荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向上偏转，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、、和，求出阴极射线的比荷．
14．电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力。
（1）调节两金属板间的电势差u，当u=U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动，则该油滴所带电荷量q为多少?
（2）若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差u=U时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷量Q。
参考答案
1．D
【解析】
在阴极射线管中，炽热的阴极发射电子流，再通过高电压的加速而获得能量，与玻璃壁碰撞而产生辉光，故选项D正确，A、B、C错误。
2．D
【解析】
ABC.阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，电子是原子的组成部分，故ABC错误；
D. 阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，可被电场、磁场偏转，也可以直线传播，D正确。
3．B
【解析】
汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”，A正确；α粒子散射实验表明，原子具有核式结构，卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子的散射实验事实，B错误；玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱特征，C正确；密立根著名的“油滴实验”精确测定了电子的电荷量，D正确．
4．C
【解析】
阴极射线是高速运动的电子流，人们只有借助于它与物质相互撞击时，使一些物质发出荧光等现象才能观察到，故选项C正确，ABD错误。
5．BCD
【解析】
AB.发现电子时，人们对原子的结构仍然不清楚，但人们意识到电子应该是原子的组成部分，故选项A错误，B正确；
C.在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒，故选项C正确；
D.原子对外显电中性，而电子带负电，使人们意识到，原子中应该还有其他带正电的部分，故选项D正确。
6．CD
【解析】
AC.阴极射线是真空玻璃管内由阴极直接发出的射线，故选项A错误，C正确；
BD.只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，故选项B错误，D正确。
7．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．
8．BD
【解析】
试题分析：密立根油滴实验测出了电子的电量，所以A错，B对；
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，故C错误；根据和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确．
考点：元电荷 电子的发现
点评：解答本题的关键是了解密立根油滴实验的有关知识：密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷．
9．AD
【解析】
汤姆生对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现均为同一种相同的粒子即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子的质量。
A. 任何物质中均有电子，选项A符合题意；
B. 不同的物质中具有不同的电子，选项B不符合题意；
C. 电子质量是质子质量的1836倍，选项C不符合题意；
D. 电子是一种粒子，是构成物质的基本单元，选项D符合题意；
10．BCD
【解析】
AB、发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子有一定的结构，但并没有证明原子核的存在，也不能说明原子是由电子和原子核组成的，故A错误，B正确；
C、电子是人类发现的第一种基本粒子，故C正确；
D、物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程，从而比较好地解释了物体的带电现象，故D正确。
11．原子； 汤姆孙； 负； 电子
【解析】
一直以来人们都认为原子是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家汤姆孙发现了带负电的电子，从此打破了原子不可再分的神话．
12．电子
【解析】
由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动．
由动能定理
解得：
【点睛】
本题考查带电粒子在电场中的加速问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度.
13．（1）负电（2）垂直纸面向外（3）
【解析】
(1)由于阴极射线在电场中向下偏转，因此阴极射线受电场力方向向下，又由于匀强电场方向向上，则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上的洛伦兹力，而与电场力平衡，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外；
(3)设此射线带电量为，质量为，当射线在、间做匀速直线运动时，有：
当射线在、间的磁场中偏转时，有：
同时又有，如图所示，解得：
14．（1）q= （2） 或
【解析】
（1）由平衡条件知m1g=q
解得q=
（2）若Q为正电荷，根据牛顿第二定律有m2g+=m2a，且d=at2
由以上两式解得Q=
若Q为负电荷，根据牛顿第二定律有m2g-=m2a，又d=at2
由以上两式解得Q=