山东省怀仁县巨子高中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 学业测评（含解析）

2.1电子的发现与汤姆孙模型
1．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学发展历史，下列说法中正确的是( )
A．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将永远运动下去，速度大小不变，方向可能改变，也可能不变
B．人类从首次观察到阴极射线到了解认识阴极射线，经历了近40年．阴极射线微粒的比荷，最早是由汤姆孙测出的
C．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀的矿物质能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光
D．1895年末，德国物理学家居里夫人发现了一种新的射线——X射线
2．在密立根油滴实验中，调节两金属板间的电势差等于U0两板距离为d时，某质量为m的油滴恰好做匀速运动，则该油滴所带电荷量为( )
A． B． C． D．
3．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法中正确的是（?? ）
A．牛顿发现了万有引力定律后，用实验的方法测出了引力常量G的数值
B．汤姆生发现了电子;卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型
C．伽利略用斜面实验证明了力是使物体运动的原因
D．安培提出了判断感应电流方向的方法
4．电子的发现，证实了（ ）
A．原子是可分的 B．原子核是可分的
C．质子的存在 D．中子的存在
5．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学发展历史，下列说法中正确的是
A．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将永远运动下去，速度大小不变，方向可能改变，也可能不变
B．人类从首次观察到阴极射线到了解认识阴极射线，经历了近40年．阴极射线微粒的比荷，最早是由密立根测出的
C．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀的矿物质能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光
D．1895年末，德国物理学家居里夫人发现了一种新的射线——X射线
6．汤姆孙通过对阴极射线研究，发现了（ ）
A．电子 B．质子 C．中子 D．原子核式结构
7．在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是(　　)
A．正电荷在原子中是均匀分布的
B．原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上
C．原子中存在带负电的电子
D．原子核中有中子存在
8．下列说法正确的是
A．光波是横波，无线电波既有横波，又有纵波
B．多普勒效应说明波在传播过程中频率会发生变化
C．阴极射线是一种频率极高的电磁波
D．狭义相对论认为，不同惯性系中物理规律都是相同的
9．1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
B．汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子
C．电子的质量是质子质量的1836倍
D．汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元
10．下列说法正确的是(　　)
A．原子是可以再分的,是由更小的微粒组成的
B．平时我们在空气中看到的放电火花,就是气体电离导电的结果
C．在强电场中气体能够被电离而导电
D．通常情况下,气体是导电的
11．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(不考虑电子重力)(　　)
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,则阴极射线不偏转
12．在物理学的发展过程中，许多物理学家提出的理论和假设推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史实的是（　　）
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子并建立了原子的“枣糕”模型
B．巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
C．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的
D．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性
13．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
【解析】
A、伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将永远运动下去，速度大小、方向均不变，故A错误；
B、人类从首次观察到阴极射线到了解认识阴极射线，经历了近40年，阴极射线微粒的比荷，最早是由考夫曼测出的，他在1897年测得值比汤姆逊的更精确，故B错误；
C、1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀的矿物质能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光，故C正确；
D、1895年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线X射线，故D错误；
故选C．
2．A
【解析】
油滴匀速运动过程中受到电场力和重力平衡， 根据平衡条件，有：mg=qE，又有，联立可得：，故A正确，BCD错误．
故选A
3．B
【解析】
A、牛顿发现了万有引力定律后，卡文迪许用实验的方法测出了引力常量G的数值，故A错误；
B、汤姆生发现了电子，卢瑟福根据粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，故B正确；
C、伽利略用实验证明了物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D、楞次研究得出了判断感应电流方向的方法--楞次定律，故选项D错误．
点睛：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
4．A
【解析】
电子的发现，证实了原子具有复杂的结构，即原子是可分的，选项A正确，故选A.
5．C
【解析】
A．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将永远运动下去，速度大小和方向均不变，故A错误；
B．人类从首次观察到阴极射线到了解认识阴极射线，经历了近40年．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，故B错误；
C．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀的矿物质能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光，故C正确；
D．X射线是由伦琴发现的，故D错误．
故选C．
6．A
【解析】
汤姆孙通过对阴极射线研究，发现了电子；
A．电子，与结论相符，选项A正确；
B．质子，与结论不相符，选项B错误；
C．中子，与结论不相符，选项C错误；
D．原子核式结构，与结论不相符，选项D错误；
故选A.
7．B
【解析】
少数α粒子大角度散射的原因是：原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型。故选项B正确，ACD三项错误。
8．D
【解析】无线电波属于电磁波，只有横波，A错误；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，B错误；阴极射线是高速电子流，不是电磁波，C错误；狭义相对论两个基本假设：一是在不同惯性参考系中，一切物理定律都是相同的，故D正确．
9．AD
【解析】英国物理学家汤姆生发现阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成的，这种粒子就是电子，它的发现表明原子是可分的，从而开始揭示原子内部的奥秘；AD正确。
10．ABC
【解析】
A、汤姆逊发现了电子，说明原子可以再分，由其复杂的结构，故A正确．BC、火花放电是指在电势差很高的正负带电区域间出现闪光并发出声响的瞬时气体放电现象；故BC均正确．D、在通常情况下，气体的自由电荷极少，是良好的绝缘体，但是由于某些原因气体中的分子发生了电离，它便可以导电，这种现象称为气体导电或气体放电．故D错误．故选ABC.
【点睛】
本题综合考查了导体和绝缘体、气体放电的实质.
11．AC
【解析】
A、若在D1、D2之间不加电场和磁场，由于惯性，阴极射线应打到最右端的P1点，A正确；
B、C、阴极射线是电子流，带负电；若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，电场力向上，故阴极射线应向上偏转，B错误；C正确；
D、若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力向下，故向下偏转，D错误；
故选AC
12．AB
【解析】
汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子并建立了原子的“枣糕”模型，选项A正确； 巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，选项B正确；贝克勒耳通过对天然放射性的研究，说明原子核具有复杂结构，故C错误； 德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，选项D错误；故选AB.
13．（1） （2）
【解析】
（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：。