鲁科版高中物理选修3-5同步练测：第二章第一节电子的发现与汤姆孙模型
高中物理 第2章 原子结构 第1节 电子的发现与汤姆孙模型教师用书 鲁科版选修3-5
第1节电子的发现与汤姆孙模型[先填空]1．古人对物质的认识(1)我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、土5种基本“元素”组成的．(2)古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成．(3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论，认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，叫做“原子”．2．通过实验了解物质的结构(1)1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论．(2)19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位．(3)1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成．3．19世纪初期形成的分子——原子论认为，在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次，宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子组成．原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒，它既不能创生，也不能消灭．[再判断]1．玻意耳认为万物的本质是土、水、火、空气四种元素的元素论．(×)2．阿伏伽德罗提出分子可以由多个原子组成．(√)3．19世纪初期形成的原子论观点认为原子是构成物质的最小颗粒是不可分的．(√) [后思考]试简述道尔顿提出原子论的依据．【提示】18世纪一系列重要的实验结果，如化学反应遵从质量守恒定律，元素形成化合物时遵从定比定律、倍比定律等，启示人们推想物质是由一些不可毁灭的微粒构成的，而且各种不同的元素微粒按照一定的比例形成化合物，在此基础上，19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单元．[先填空]1．阴极射线：科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线．2．汤姆孙对阴极射线本质的探究(1)通过实验：巧妙利用静电偏转力和磁场偏转力相抵消等方法，确定了阴极射线粒子的速度，并测量出了粒子的比荷．(2)换用不同材料的阴极和不同的气体，所得粒子的比荷相同，这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分．3．结论(1)阴极射线是带电粒子流．(2)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，比最轻的氢原子的质量还要小得多，汤姆孙将这种带电粒子称为电子．(3)电子的发现说明原子具有一定的结构，即原子是由电子和其他物质组成的．4．电子发现的意义：电子的发现揭开了认识原子结构的序幕．5．19世纪末微观世界三大发现(1)1895年伦琴发现了X射线；(2)X射线发现后不久，贝克勒尔发现了放射性；(3)1897年汤姆孙发现了电子．6．汤姆孙的原子模型原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样．[再判断]1．电子的发现，说明原子具有一定的结构．(√)2．电子是第一种被人类发现的微观粒子．(√)3．电子的发现，是19世纪末的三大著名发现之一．(√)[后思考]为什么汤姆孙要通过电场和磁场研究阴极射线？【提示】当时对阴极射线本质的认识存在两种认识：一是认为是带电粒子，二是认为是以太波．而汤姆孙认为阴极射线是带电粒子，而带电粒子可受电场力和磁场力．[核心点击]1．对阴极射线的认识(1)现象：真空玻璃管两极加上高电压，玻璃管壁上发出荧光及管中物体在玻璃壁上的影．(2)命名：德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名为阴极射线． (3)猜想①阴极射线是一种电磁辐射． ②阴极射线是带电微粒．(4)验证：英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转，发现阴极射线带负电并测出了粒子的比荷进而发现电子．(5)实验：密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量． 2．电子比荷的测定方法(1)让带电粒子通过相互垂直的电场和磁场(如图211甲)，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F 洛＝F 电(Bqv ＝qE )，得到粒子的运动速度v ＝E B.甲 乙图211(2)撤去电场(如图乙)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv ＝m v 2r，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r .(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：q m ＝EB 2r.图2121．如图212所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB 时，发现射线径迹向下偏转，则( )【导学号：18850023】A ．导线中的电流由A 流向BB ．导线中的电流由B 流向AC ．若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变AB 中的电流方向来实现D ．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关E ．若将直导线AB 放在管的正上方，电流方向不变，则电子束的径迹将向上偏 【解析】 阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线AB 中的电流由B 流向A ，且改变AB 中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏．若电流方向不变，将导线AB 放在管的上方，由左手定则可以判断，电子束的轨迹将向上偏．故B 、C 、E 均正确．【答案】 BCE2．带电粒子的比荷q m是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图213所示．其中两正对极板M 1、M 2之间的距离为d ，极板长度为L .图213他们的主要实验步骤如下：A ．首先在两极板M 1、M 2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B ．在M 1、M 2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U .请问本步骤的目的是什么？C ．保持步骤B 中的电压U 不变，对M 1、M 2区域加一个大小、方向合适的磁场B ，使荧光屏正中心处重现亮点．试问外加磁场的方向如何？【解析】 步骤B 中电子在M 1、M 2两极板间做类平抛运动，当增大两极板间电压时，电子在两极板间的偏转位移增大．当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板M 2靠近荧光屏端的边缘，则d2＝Uq 2dm ⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 2，q m ＝d 2v 2UL 2. 由此可以看出这一步的目的是使粒子在电场中的偏转位移成为已知量，就可以表示出比荷．步骤C 加上磁场后电子不偏转，电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场方向垂直于纸面向外．【答案】 见解析测量带电粒子比荷常用的两种方法方法一：利用磁偏转测比荷，由qvB ＝m v 2R 得q m ＝vBR，只需知道磁感应强度B 、带电粒子的初速度v 和偏转半径R 即可．方法二：利用电偏转测比荷，偏转量y ＝12at 2＝12·qU md ⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 2，故q m ＝2ydv2UL2.所以在偏转电场U 、d 、L 已知时，只需测量v 和y 即可．。
高中物理 第2章 原子结构 第1节 电子的发现与汤姆孙模型随堂演练巩固提升课件 鲁科版选修3-5
3．下列关于电子的说法正确的是( )
A．只有少数物质中有电子 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 1 836 倍 D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元
解析：选 D．汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究， 均为同一种粒子，即电子，电子是构成物质的基本单元，它 的质量远小于质子质量．由此可知 D 正确，B、C 错误．
2．(多选)下列说法中正确的是( ) A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量 e＝1．602 177 33(49)× 10－19 C 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 定电子的质量
10.如图所示是电子射线管的示意图．接通电源后，电子射线 由阴极沿 x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使 荧光屏上的亮线向下(沿 z 轴负方向)偏转，在下列措施中可采 用的是( )
A．加一磁场，磁场方向沿 z 轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿 y 轴正方向 C．加一电场，电场方向沿 z 轴正方向 D．加一电场，电场方向沿 y 轴正方向
复习课件
高中物理 第2章 原子结构 第1节 电子的发现与汤姆孙模型随堂演练巩固提 升课件 鲁科版选修3-5
[随堂检测]
1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线本质是氢原子 B．阴极射线本质是电磁波 C．阴极射线本质是电子 D．阴极射线本质是 X 射线 解析：选 C．阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极 射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假 设，是错误的．
解析：(1)要使电子不发生偏转则：eE＝ev0B，E＝v0B． (2)电子在电场中向上偏转量
鲁科版高中物理选修3-5课件高二：2.1电子的发现与汤姆孙模型
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J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
探究一
探究二
【例题 1】阴极射线从阴极射线管中的阴极发出,在其间的高电压下加 速飞向阳极,如图所示。若要使射线向上偏转,所加磁场的方向应为( )
A.平行于纸面向左
B.平行于纸面向上
C.垂直于纸面向外
D.垂直于纸面向里
点拨:阴极射线是电子流,由运动方向、磁场方向依据左手定则判断偏
转方向。
解析:由于阴极射线的本质是电子流,阴极射线方向向右传播,说明电子
的运动方向向右,相当于存在向左的电流,利用左手定则,使电子所受洛伦兹
力方向平行于纸面向上,由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外,故选项 C
电场方向向下,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下的洛伦兹力,由
左手定则得磁场的方向垂直纸面向里。
(3)设此射线带电荷量为 q,质量为 m,当射线在 DG 间
做匀速直线运动时,由平衡条件得 qE=Bqv
当射线在 DG 间的磁场中偏转时,由洛伦兹力提供向心力得 Bqv=������������������2
课程目标
1.了解电子的发现过程,让 学生体会科学家进行科学探究 的过程。 2.知道汤姆孙模型。 3.了解早期的原子结构模型,体 会模型化方法。 4.认识 19 世纪末三大发现的物 理意义。
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高中物理 第2章 原子结构 第1节 电子的发现与汤姆孙模型课件 鲁科版选修3-5
(1) 英 国 物 理 学 家 汤 姆 孙 认 为 阴 极 射 线 是 一 种 电 磁 辐 射．( × ) (2)组成阴极射线的粒子是电子．( √ ) (3) 电 子 是 原 子 的 组 成 部 分 ， 电 子 电 荷 量 可 以 取 任 意 数 值．( × )
三、汤姆孙原子模型 汤姆孙认为，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻 的_电__子___镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包 中那样，这就是原子的_葡__萄__干__面__包___模型．
[解析] (1)两板 D、G 间只加磁场时，电子向下偏转，说明
电子所受洛伦兹力的方向向下，由左手定则可判定磁场方向
垂直纸面向里．
(2)电子在两板间做匀速直线运动，qE＝Bqv，电子在磁场中
偏转时如图所示，
Bqv＝mrv2
由图可知：L＝r·sin θ
由以上各式得mq ＝EBsi2nLθ．
[答案]
(1)垂直纸面向里
B．向纸外偏转 D．向上偏转
解析：选 D．通电直导线的电流方向向左，由安培定则可判 断导线下方的磁场垂直于纸面向外，组成阴极射线的粒子是
电子，电子向右运动，由左手定则可知电子向上偏转．
测定带电粒子比荷的两种方法 1．利用磁偏转测比荷，由 qvB＝mvR2得mq ＝BvR，只需知道磁 感应强度 B、带电粒子的初速度 v 和偏转半径 R 即可． 2．利用电偏转测比荷，偏转量 y＝12at2＝12mqUd·Lv2，故mq ＝ 2UydLv22．所以在偏转电场 U、d、L 已知时，只需测量 v 和 y 即可．
[答案]
(1)BUb
Ud (2)B2bL1L2＋L21
2．如图所示，让一束均匀的阴极射线从两极 板正中间垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感应强度 B 和两极之间的电压 U，带电粒子不发生偏转，然后撤去电压， 粒子做匀速圆周运动，并垂直打到极板上，两极板之间的距 离为 d，求阴极射线中带电粒子的比荷．
鲁科版选修3-52-1 电子的发现与汤姆孙模型
(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：mq ＝BE2R，最后经定量计算 汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子．
【例 2】 如图 7 所示为测定阴极射线粒子比荷的装置，从阴极 K 发出的阴极射线通过一对平行金属板 D1、D2 间的匀强电场， 发生偏转．
图7
(1)在 D1、D2 间加电场后射线偏到 P2，则由电场方向知，该射线 带什么电？ (2)再在 D1、D2 间加一磁场(图中未画出)，电场与磁场垂直，让射 线恰好不偏转．设电场强度为 E，磁感应强度为 B，则电子的速 度多大？ (3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出 轨道半径为 R，则粒子的荷质比mq 是多大？
•
运动的影响时，一般不考虑重力
•
的影响．
图1
• (2)带电性质的判断方法 • ①粒子在电场中运动如图1所示．带电粒子受电场力作用运动方向发生改变(粒子
质量忽略不计)．带电粒子在不受其他力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒 子带正电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带负电．
图2
• ②粒子在磁场中运动，如图2所示．粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，洛伦兹力 方向始终与速度方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的 作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电； 若做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．
时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称
为
．
阴极射线
2．汤姆孙对阴极射线本质的探究 (1)实验中通过 静电偏转力 和 磁场偏转力 相抵消等方法，确定 了阴极射线粒子的速度，并测量出了这些粒子的比荷：mq ＝ E RB2 . (2)阴极射线是带电粒子流，带 负 电． (3)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的 成分，其质量是氢离子质量的1 8100，汤姆孙将这种带电粒子 称为 电子 ．
高中物理 第2章 原子结构 2.1 电子的发现与汤姆逊模型教案 鲁科版选修3-5-鲁科版高二选修3-
2.1 电子的发现与汤姆逊模型〔一〕知识与技能1．了解阴极射线及电子发现的过程2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导〔二〕过程与方法培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。
〔三〕情感、态度与价值观理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程。
根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。
人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。
★教学重点阴极射线的研究★教学难点汤姆孙发现电子的理论推导★教学方法实验演示和启发式综合教学法★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程〔一〕引入新课教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。
这种认识一直统治了人类思想近两千年。
直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。
电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。
〔二〕进行新课1．阴极射线讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。
设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。
史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。
德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。
所以他把这种未知射线称之为阴极射线。
对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。
〔1〕电磁波说：代表人物，赫兹。
认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
〔2〕粒子说：代表人物，汤姆孙。
认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。
鲁科版选修3-5 第二章第1节 电子的发现与汤姆孙模型 教案
§【教学目标】〔一〕知识与技能1、知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成局部，是比原子更根本的物质单元。
2、知道电子的发现是近代物理的三大发现之一〔二〕过程与方法1、体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。
2、通过演示实验和历史资料介绍，使学生通过观察现象和阅读历史资料，到达教学目标。
〔三〕情感态度与价值观领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
【重点与难点】重点：认识电子发现的重大意义，体会电子的发现过程中蕴含的科学方法难点：体会电子的发现过程中蕴含的科学方法【教材分析】本节由阴极射线和电子的发现两局部内容组成。
重点是电子的发现过程蕴含的科学方法。
首先通过实验说明阴极射线的存在，然后指出科学家对阴极射线的认识，最后仍然通过实验研究发现了电子。
电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒，对揭示原子结构有重大意义，是近代物理三大发现之一。
电子发现是一个很好的培养学生分析问题和解决问题能力的内容，认识电子发现的重大意义，体会电子的发现过程中蕴含的科学方法是教学中的重点。
通过演示实验和历史资料介绍，使学生通过观察现象和阅读历史资料，到达教学目标。
【教学过程】教学过程设计教师活动学生活动【情境导入】街边精美的画报如果逐步放大，可以看到是由许许多多的色块组成〔可用画图工具将某张精美图片不断放大〕，那么，宇宙中的物体如果细分下去，最终将由什么组成呢？今天，我们将深入到微观世界，探究物质的根本组成结构。
电脑演示，引入新课，激发学生学习兴趣。
观察图片的逐步放大，激发探究微观世界的兴趣。
【新课教学】问题1：阅读课本23页材料，古人对构成世界万物的元素有哪些典型的观点？现代科学又得出什么结论？——我国西周的“五行说〞认为万物是由金、木、水、火、土五种根本“元素〞组成的，古希腊的亚里士多德认为万物的本质是由土、水、火、空气四中根本“元素〞组成的；在现代科学中，19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。
鲁科版高中物理选修3-5第2章 第1、2节 电子的发现与汤姆孙模型原子的核式结构模型
(3)实验结论： 用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值 是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分，并 由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。 汤姆孙把新发现的这种粒子称之为电子。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这 些微观粒子是________。若在如图212所示的阴极射线管中部 加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________(填“向 上”“向下”“向里”或“向外”)偏转。
原因
库仑力 作用使其发生了大 靠近原子核的 α 粒子受_______ 角度偏转
结论
很小 的带正电 原子中存在体积_____ ______的部分
[跟随名师· 解疑难]
1．实验背景 α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物 理实验，实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性，实 验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据。在此基础 上，卢瑟福提出了原子核式结构模型。
答案：(1)负电 Esin θ (3) 2 BL
(2)垂直纸面向里
[探规寻律] (1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，要注意确定圆 心位置，利用几何关系求出半径。 (2)洛伦兹力提供向心力，列出牛顿第二定律方程求解问题。 [跟踪演练] 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．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量 ( )
图212
解析：阴极射线即为电子流，当电子流穿过垂直纸面向里的磁场 时，将受到洛伦兹力的作用而向下偏转(注意电流方向与电子流 方向相反)。
电子的发现与汤姆孙模型(整理2019年11月)
汤姆孙的气体放电管的示意图
带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷q/m， 是一个重要的物理量。根据带电粒子在电场和磁场中 受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。
古希腊学者德谟克利特等人认为宇宙间存在一种或多种微小 的实体，这个实体叫做“原子”，原子密不可分，这些原子在虚 空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散。
我国战国时期的思想家墨子认为物体是由不可分割的 最小单元——“端”构成
1661年，玻意耳以化学实验为基础建立科学的元素论， 认为只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是 元素，各种元素存在着不同的原子。
这美丽的灯光背后蕴含着怎样的物理规律呢？
物理选修3-5 第二章 原子结构
第一节 电子的发现与汤姆孙模型
1、物质结构的早期探究
大千世界（宇宙）是由什么构成的？
我国西周时期的五行说：金、木、水、火、土
古希腊的亚里士多德认为：万物的本质是 土、水、火、空气4种“元素”， 天体则由第五种元素———以太构成
2、电子的发现 早在1858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气
体放电管研究气体放电时发现一种奇特的现象。
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1876年德国物理学家戈德斯坦研究后命名为阴极 射线
阴极射线是什么呢？
阴极射线的本质
有人认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射 有人认为阴极射线是以太波 有人认为阴极射线是带电微粒
你认为：阴极射线是什么呢， 怎样获得证据证明你的观点是正确的呢？
19世纪初，道尔顿提出原子论。
1811年，阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由 多个相同的原子组成。
宏观物质的化学性质决定于分子，分 子则由原子构成， 原子是构成物质的不可分再分的最小颗粒
原子真的不可再分了吗？
鲁科版物理选修3-5：第2章 第1节 电子的发现与汤姆孙模型 学业分层测评4
学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)下列说法正确的是()A．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子B．电子的发现证明了原子是可分的C．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置D．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质都集中在原子中心一个很小的范围内【解析】通过物理学史可得，选项A正确；根据电子发现的重要意义可得，选项B正确；选项C描述的是汤姆孙原子模型，选项C正确，D错误．【答案】ABC2．人们对原子结构的认识有一个不断深化的过程，下列先后顺序中符合史实的是() 【导学号：64772091】①道尔顿提出的原子论②德谟克利特的古典原子论③汤姆孙提出的葡萄干面包原子模型A．①②③B．②①③C．③②①D．③①②【解析】对于探索构成物质的最小微粒，古希腊哲学家德谟克利特建立了早期的原子论，19世纪初，道尔顿提出了原子论，汤姆孙发现电子后，提出了葡萄干面包模型，故选项B正确．【答案】 B3．(多选)汤姆孙对阴极射线的探究，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．电子的质量比最轻的氢原子的质量小得多D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元【解析】汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，均为相同的粒子——电子，所以选项A正确，选项B错误；电子是构成物质的基本单元，其质量是氢原子质量的11 800故选项C、D均正确．【答案】ACD4．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是() 【导学号：64772092】A．阴极射线本质是氢原子B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子D．阴极射线本质是X射线【解析】汤姆孙经过大量的实验，证明阴极射线是带电的粒子流，并称组成粒子流的粒子为电子，故选C.【答案】 C5．对于电子的发现，以下说法中正确的是()A．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子B．汤姆孙通过实验测定了阴极射线的比荷值C．密立根通过油滴实验测定了阴极射线的比荷值D．原子的葡萄干面包模型是道尔顿提出的【解析】1897年汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，并测出了电子的比荷，提出了葡萄干面包模型，故选B.【答案】 B6．(多选)关于空气的导电性能，下列说法正确的是() 【导学号：64772093】A．空气导电，是因为空气分子中有的带正电，有的带负电，空气分子在强电场作用下向相反方向运动。
2013年鲁科物理选修3-5同步课件：第2章第1节电子的发现与汤姆孙模型
q E (4)由①②确定比荷的表达式： ＝ 2 .最后经 m Br 定量计算汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子． 汤姆孙测得阴极射线粒子的比荷约为 11 2.0×10 C/kg，现在电子比荷的精确值通常可取 e 作： ＝1.76×1011 C/kg. m
即时应用(即时突破，小试牛刀) 阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的 高电压下加速飞向阳极，如图2－1－3所示，若 要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )
例2
从喷雾器嘴喷出的油滴，落到A、B两板间的电场 中．小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间 的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平 衡．已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105 N/m，油滴半径是1.64×10－4 cm，油的密度是 0.851 g/cm3，求油滴所带的电荷量．这个电荷量 是电子电荷量的多少倍？
图2－1－5
【答案】 (1)垂直纸面向里 Esinθ (2) 2 BL
变式训练 质谱仪是一种测定带电粒子的比荷和 分析同位素的重要工具，它的构造原理如图2－1 －6所示．让中性气体进入电离室A，在那里被电 离成离子．这些离子从电离室的小孔飘出，从缝 S1进入加速电场被加速．然后让离子从缝S2垂直 进入匀强磁场，最后打在底片上的P点．已知加速 电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间 的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计．
第1节 电子的发现与汤姆孙模型
课标定位 第 1 节 电子 的发 现与 汤姆 孙模 型
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课标定位 学习目标： 1.知道阴极射线的产生及其本质． 2．了解汤姆孙发现电子的研究方法及电子发现的 意义． 重点难点：电子的发现和汤姆孙模型．
鲁科版选修3-5 2.1 电子的发现与汤姆孙模型 学案
第1节电子的发现与汤姆孙模型学案学习目标：1.知道阴极射线及本质，了解电子及其比荷，2.知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。
根底知识：一、物质结构的早期探究我国西周时期的五行说：金、木、水、火、土古希腊的亚里士多德认为：万物的本质是土、水、火、空气4种“元素〞，天体那么由第五种元素———以太构成古希腊学者德谟克利特等人认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，这个实体叫做“原子〞，原子密不可分，这些原子在虚空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散。
1661年，玻意耳以化学实验为根底建立科学的元素论，认为只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素，各种元素存在着不同的原子。
二、电子的发现1．阴极射线荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线。
2．汤姆孙的探究方法及结论(1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。
(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍。
(3)结论：阴极射线粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量比氢离子小得多，后来组成阴极射线的粒子被称为电子。
3．电子的电荷量及电荷量子化(1)电子电荷量：1910年前后由密立根通过著名的油滴实验得出，电子电荷的现代值为e＝×10－19C。
(2)电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。
(3)电子的质量：m e＝9.109 383 56×10－31 kg，质子质量与电子质量的比m p m e＝1836。
说明：阴极射线实质是带负电的电子流。
三、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体、正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中．在汤姆孙的原子模型中小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否认了．重难点理解：一、电子的发现1．对阴极射线本质的认识——两种观点(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射。
鲁科版高中物理选修3-5同步练测：第二章第一节电子的发现与汤姆孙模型
第一节 电子的发现与汤姆孙模型建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对于原子中正负电荷如何分布的问题，科学家们提出了许多模型.其中较有影响的“西瓜模型”或“枣糕模型”能够解释一些实验现象，这个模型是下列哪位科学家提出的（） A.密立根 B.汤姆孙C.玻尔D.卢瑟福2.关于电子的发现，下列说法中正确的是（ ）A.电子是由英国物理学家汤姆孙发现的 B.电子的比荷最早是由英国物理学家汤姆孙测定的C.认定阴极射线是电子流即可确定电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元D.精确测定电子的比荷是由密立根用著名的“油滴实验”完成的3.下列说法中正确的是（ A.阴极射线在电场中一定会受到电场力的作用B.C.阴极射线在磁场中一定会受到磁场对它的作D.阴极射线的本质是带电微粒——电子4.关于电子的发现，下列说法中正确的是（） A. B.C.D.电子是由英国物理学家汤姆孙发现的 5.关于电子的下列说法中，正确的是（ A.B.C.电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D.电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同6.关于汤姆孙发现电子的下列说法中正确的是（ ） A.B.C.汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体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7.下列说法正确的是（A.汤姆孙发现了电子并精确测出了电子的电荷量 B.C.D.8.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时的辉光放电现B.阴极射线是在真空管内由阴极放出的电子流C.阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D.示波器的示波管实际就是阴极射线管 9.如1所示，初速度为零的电子在电势差为 的电场中加速后，垂直进入电势差为 的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角度变大的是( )图1A. 变大，B. 变小，C. 变大，D. 变小， 变小10.关于原子的下列说法中正确的是（A.原子是化学反应中的最小微粒，是不可再分的B.原子是化学反应中的最小微粒，是可以分割的C.原子是保持物质化学性质的最小微粒，是可以D.认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的 二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.1897年英国物理学家 通过对 的研究发现了电子，从而揭开了研究原子结构的。
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第一节 电子的发现与汤姆孙模型
建议用时 实际用时
满分 实际得分
90分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，
有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得
2分，有选错或不选的得
0分，共40分）
1.对于原子中正负电荷如何分布的问题，科学家们提出了许多模型
.其中较有影响的“西瓜模型”或“枣糕模型”能够解释一些实验现象，这个模型是下列哪位科学家提出的（
）
A.密立根
B.汤姆孙
C.玻尔
D.卢瑟福
2.关于电子的发现，下列说法中正确的是（
）A.电
子是由英国物理学家汤姆孙发现的
B.
电子的比荷最早是由英国物理学家汤姆孙测定的
C.认定阴极射线是电子流即可确定电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元
D.精确测定电子的比荷是由密立根用著名的“油滴实验”完成的
3.下列说法中正确的是（
A.阴极射线在电场中一定会受到电场力的作用
B.
C.阴极射线在磁场中一定会受到磁场对它的作用力
D.阴极射线的本质是带电微粒——电子 4.
关于电子的发现，下列说法中正确的是（ ） A. B.
C.电子是由法国
5.关于电子的下列说法中，正确的是（ A.
B.
C.电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构
D.电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同
6.关于汤姆孙发现电子的下列说法中正确的是（ ） A.
B.
C.汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的气体做实
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 7.下列说法正确的是（
A.汤姆孙发现了电子并精确测出了电子的电荷量
B.
C.
D.
8.关于阴极射线，下列说法正确的是（ ）
A.
B.阴极射线是在真空管内由阴极放出的电子流
C.阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的
D.示波器的示波管实际就是阴极射线管
9.如1所示，初速度为零的电子在电势差为 的电场中加速后，垂直进入电势差为 的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角度变大的是( )
图1
A.变大，
B.变小，
C.变大，
D.变小，变小
10.关于原子的下列说法中正确的是（
A.原子是化学反应中的最小微粒，是不可再分的
B.原子是化学反应中的最小微粒，是可以分割的
C.原子是保持物质化学性质的最小微粒，是可以分割
D.认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将
正确的答案填到横线上）
11.1897年英国物理学家通过对的研
究发现了电子，从而揭开了研究原子结构的序幕. 12.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的
粒子流，这些微观粒子是 .若在如图2所示
的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极
射线将（选填“向上”、“向下”、“向里”、“向
外”）偏转.
图2
三、计算题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要
的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（11分）有两个完全相同的带电绝缘金属小球、，
分别带有电荷量=6.4×10-9 C,=-3.2×10-9 C,让
两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移
并转移了多少? 14.（11分）如图3所示，电子由静止从点经电场加
速后垂直进入匀强磁场中，经偏转后打在板的点，射入点到点的距离为，由此试求电子的比荷的表达式（不考虑电子的重力）.
图3
15.（13分）如图4所示，一束电子流，在=500 V的电
场作用下获得一定速度后，在与两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场中，若两板间距离为=1.0 cm,板长为=5 cm，那么要使电子能从平行板间飞出，
图4 16.（13分）1910年美国物理学家密立根做了测定电子
电荷量的著名实验——“油滴实验”，如图5所示，质量为的带负电的油滴，静止于水平放置的带电平行金属板间，设油滴的密度为，空气密度为，试求：两板间的场强最大值表达式.
图5
第一节电子的发现与汤姆孙模型答题纸
得分：
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
二、填空题
11． 12.
三、计算题
13
14.
15
16.
第一节 电子的发现与汤姆孙模型 参考答案
一、选择题 1.B
2.ABCD 解析：由物理学史可知选项A 、B 、C 、D 都正确.
3.AD 解析：阴极射线是高速的电子流，所以在电场中一定会受到电场力的作用，选项A 正确；如果阴极射线在磁场
中的运动方向与磁场平行，则不会受到磁场力的作用，故不会偏转，选项B 、C 错误；阴极射线的本质是带电微粒——电子,选项D 正确.
4.D
5.ABC 解析：发现电子是从研究阴极射线开始的，选项A 正确；任何物质中均有电子，它是原子的组成部分，选项B
正确；电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构，选项C 正确；电子是带负电，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相反,选项D 错误.
6.D 解析：汤姆孙是第一个测出阴极射线比荷的人，选项A 错误；汤姆孙直接测出了阴极射线粒子的电荷量而不是质
量，选项B 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，选项C 错误；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，选项D 正确.
7.B 解析：汤姆孙发现了电子并初步测出电子的电荷量，密立根精确测出了电子的电荷量，选项A 错误；稀薄气体导
电可以看到辉光现象，选项B 正确；C.阴极射线是电子流，选项C 错误.
8.BCD
9. B 解析：要使电子的偏转角度大，可以由两种途径：(1)减小 使发射速度减小，从而增加偏转时间. (2)增大 增加偏转力.综合分析得B 正确.
10.BD 解析：原子是可再分的，选项A 错误，选项B 正确；分子是保持物质化学性质的最小微粒，选项C 错误；认为
原子具有复杂结构是从发现电子开始的，选项D 正确. 二、填空题
11.汤姆孙
12.电子
三、计算题
13.见解析 解析：当两小球接触时，带电量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同，剩
C.
在接触过程中，电子由 球转移到 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使 球带 的正电，这样，共转移
Δ
转移的电子数
Δ
1010
14.
解析：设电子的电荷量为 ，质量为 ，在加速电场 中加速的过程中， 根据动能定理，有
，
解得
垂直进入磁场后，电子受到的洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，故有
由题意知：
.
15.40 V 解析：设电子经加速电场后的速度为
，所以.
设电子通过两平行板的时间为，则
设两板之间所加电压为时，电子恰能从一个平行金属板的边缘飞出来，则为所加电压的最大值.
当电子恰能从边缘飞出时，其侧移量为：
V=40 V.
所以
16.解析：设油滴的体积为，则
.
油滴受到空气对它的浮力为，则
图6
取油滴为研究对象，设其带电荷量为，在电场中受重力、浮力和电场力而平衡，受力如图6
，即
所以
又因为任何带电体所带电荷量为电子所带电荷量的整数倍，所以有：
当=1时，最大，即.。