上海市海滨高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：3.1电子的发现及其重大意义 课时练（含解析）

3.1电子的发现及其重大意义
1．下列关于元电荷的说法中正确的是(　　)
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．一个带电体的带电荷量可以为205.5倍的元电荷
C．元电荷有正负之分
D．元电荷e的值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的
2．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的
B．阴极射线本质是质子
C．阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电
D．阴极射线的比荷比氢原子核大
3．如图为示波管中电子枪的原理示意图，A为发射电子的阴极，K为接在高电势的加速极，A、K之间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v，下列说法正确的是（ ）
A．如果A、K之间距离减半而电压仍为U，那么电子离开K的速度为2v
B．如果A、K间距离减半电压仍为U，那么电子经过K时的速度为v
C．如果A、K间距离保持不变而电压减半，那么电子离开K时的速度为v
D．如果A、K间距离保持不变而电压减半，那么电子离开K时的速度为
4．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
5．阴极射线是（　　）
A．光子流 B．电子流? C．质子流 D．中子流
6．汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（ ）
A．α粒子散射实验
B．阴极射线实验
C．α粒子轰击铍核实验
D．α粒子轰击氮核实验
7．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
8．以下关于近代物理的叙述中，正确的是
A．β射线是电子流，是原子的外层电子受激发而辐射产生的
B．放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、是否是化合态都有关
C．一群处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子
D．中子与质子结合成氘核时吸收能量
9．下列关于物理史实的说法中正确的是 ．
A．普朗克根据黑体辐射的规律，提出了能量子的观点
B．贝克勒尔通过研究铀矿石，发现了天然放射现象
C．玻尔根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
D．汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，并精确测量出点子的电荷量
10．1897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
11．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
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．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】
元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故A错误；带电体的带电量一定是元电荷的整数倍；故B错误；元电荷是一个电荷量，不分正负；故C错误；电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，元电荷的值通常取作e=1.60×10-19C，故D正确。故选D。
2．D
【解析】
阴极射线是原子受激发射出的带负电的电子流，故ABC错；电子带电量与氢原子相同，但质量是氢原子的，故阴极射线的比荷比氢原子大，D对；故选D．
3．C
【解析】
由动能定理可知，电子在加速电场中被加速，eU＝mv2，所以当电压减半后，速度为v，故C选项正确。
4．D
【解析】
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．
5．B
【解析】
阴极射线是电子流．
A．光子流，与结论不相符，选项A错误；
B．电子流，与结论相符，选项B正确；
C．质子流 ，与结论不相符，选项C错误；
D．中子流，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
6．B
【解析】
A．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，证实了原子是可以再分的，故A错误．
B．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，故B正确．
CD．由上分析可知，故CD错误．
故选B．
7．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．
8．C
【解析】
A.β射线是电子流，是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的，故A项与题意不相符；
B.半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，故B项与题意不相符；
C.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，依据，能辐射出6种不同频率的光，故C项与题意相符；
D. 中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故D项与题意不相符。
9．AB
【解析】
普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子的观点，所以A正确；贝克勒尔通过研究铀矿石，发现了天然放射现象，故B正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，所以C错误；汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，密立根通过油滴实验精确测量出点子的电荷量，故D错误．
10．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。
11．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.
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）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=