高中物理第十八章原子结构第一节电子的发现预习导航学案新人教选修

第一节电子的发现
预习导航
情境导入课程目标
现代人已能“看到”原子的模样，而在
没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知
物质的结构的呢？J.J.汤姆孙又是怎样发现
电子的呢？
1.知道阴极射线的产生及本质，电子是原
子的组成部分，知道电子的电荷量和比荷。

2．了解J.J.汤姆孙发现电子的研究方法
及发现电子的意义。

1．阴极射线
(1)实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。

(2)实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。

(3)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．电子的发现
思考阴极射线的发现说明了什么？
提示：说明原子是可以再分的。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．甲乙两货车在平直公路上从同一位置同向行驶，两车的v-t图象如图所示。

则在0~4s时间内
A．甲车做曲线运动
B．乙车一直在甲车的后方
C．甲车的平均速度小于6m/s
D．乙车位移的大小为8m
2．下列说法正确的是
A．气体吸热后温度一定升高
B．热量不一定从内能多的物体传递到内能少的物体上
C．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比
D．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也在不断减小
E. 液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离
3．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面，一质量为m的物块从斜面上由静止下滑，下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大小F N的四个表达式中，只有一个是正确的，你可能不会求解，但是你可以通过分析，对下列表达式做出合理的判断，根据你的判断，合理的表达式应为（）
A． B． C． D．
4．半径为R光滑半圆柱体固定在水平面上，竖直光滑墙与之相切，一个质量为m，半径为r（r＜R）的小
圆柱体置于墙与半圆柱体之间，恰好平衡．以下说法正确的是（）
①墙对小圆柱体的弹力大小为mg•；
②若要使小圆柱体对墙压力增大，可以仅增大R；
③若仅减小小圆柱体半径而不改变其质量，可使大圆柱体所受压力增大；
④若仅减小小圆柱体半径而不改变其质量，可使大球所受压力减小．
A．①②
B．①③
C．②③
D．②④
5．一个多世纪以前，爱因斯坦发表了广义相对论，而现代物理中的黑洞理论正是建立在该理论的基础上。

2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）国际合作项目的天体物理学家宣布，他们首次捕捉到了黑洞
的图像。

物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度），，其中G、m、R分别是引力常量、地球的质量和半径，已知，光速。

已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫做黑洞，设某一黑洞的质量，则它的可能最大半径约为（）A．B．C．D．
6．近来，有越来越多的天文观测现象和数据证实黑洞确实存在。

科学研究表明，当天体的逃逸速度（即第二宇宙速度，为第一宇宙倍）超过光速时，该天体就是黑洞。

己知某天体与地球的质量之比为k，地球的半径为R，地球的第一宇宙速度为v1，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其半径应小于A．B．C．D．
二、多项选择题
7．如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。

以下说法正确的是
A．若b光为绿光，c光可能是紫光
B．若a光为绿光，c光可能是紫光
C．若b光光子能量为2.81ev，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D．若6光光子能量为2.81ev，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光8．如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮。

A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着.已知m A＝3m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，那么下列说法中正确的是( )
A．弹簧的弹力不变
B．物体A对斜面的压力将减小
C．物体A受到的静摩擦力将减小
D．弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变
9．一浮桶式波浪发电灯塔的原理如图甲所示，浮桶内的磁体由支柱固定在暗礁上，内置线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中，其运动速度v=0.8πsinπt(m/s)。

浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中阴影部分)，其截面如图乙所示，匝数N=100的圆形线圈所在处辐射磁场的磁感应强度大小恒为B=0.2T线圈的直径D=0.4m，总电阻r=1Ω。

取π2=10。

则下列说法正确的是（）
A．线圈中产生电动势的瞬时值为e=0.64 sinπt(v)
B．灯泡中电流的瞬时值为i=4 sinπt(A)
C．灯泡两端电压的有效值为30V
D．灯泡的电功率为240W
10．磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行。

如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B 是用高温超导材料制成的超导圆环。

将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（）
A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失
B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在
C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向
D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向
三、实验题
11．如图所示为一个实验室模拟货物传送的装置，A是一个质量为M=1kg的小车，小车置于光滑的水平面上，在小车左端放置一质量为m2=0.1kg的收纳箱B，现将一质量为0.9kg的物体放在收纳箱内.在传送途中，先对收纳箱施加一个方向水平向右，大小F1=3N的拉力，小车和收纳箱开始运动，作用时间t=2s后，改变拉力，大小变为F2=1N，方向水平向左，作用一段时间后，撤掉作用力，小车正好到达目的地，收纳箱到达小车的最右端，且小车和收纳箱的速度恰好为零。

已知收纳箱与小车间的动摩擦因数=0.1，(物体和收纳箱大小不计，物体与收纳箱在整个过程中始终相对静止，g取10m/s2)求：
(1)t=2s时，收纳箱的速度大小；
(2)力F2作用的时间；
(3)小车的长度.
12．如图甲所示装置，可以进行以下实验：
A.“研究匀变速直线运动”
B.“验证牛顿第二定律”
C.“研究合外力做功和物体动能变化关系
(1)在A、B、C这三个实验中，______需要平衡摩擦阻力。

(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力；为此需要满足
前述A、B、C三个实验中，______不需要满足此要求。

(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式______，该小车动能改变量的表达式______。

由于实验中存在系统误差，所以W______选填“小于”、“等于”或“大于”。

四、解答题
13．如图所示，质量M＝2 kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m＝ kg的小球相连．今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10 N/kg.求：
（1）运动过程中轻绳拉力及与水平方向夹角θ；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ.（结果保留两位有效数字）
14．如图所示，质量为1.5kg的木块m以8m/s的速度水平地滑上静止在光滑水平地面上的平板小车M，车的质量为4.5kg，木块与小车之间的摩擦系数为0.2（g取l0m/s2）。

设小车足够长，求：
（1）木块和小车相对静止时小车的速度
（2）从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间
（3）从木块滑上小车到它们处于相对静止时木块相对小车滑行的距离。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C B C C C A
二、多项选择题
7．BC
8．AC
9．BC
10．BC
三、实验题
11．(1)4m/s，向右(2)6s(3)
12．BC A 大于四、解答题
13．（1）10N，θ＝30°（2）0.35. 14．(1)2m/s；(2) 2m/s2，3s；(3).12m
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，矩形abcd内存在匀强磁场，ab=2ad，e为cd的中点。

速率不同的同种带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，其中从e点射出的粒子速度为v1；从c点射出的粒子速度为v2，则v1︰v2为(不计粒子重力)
A．1︰2 B．2︰5 C．1︰3 D．3︰5
2．古时有“守株待兔”的寓言。

假设兔子质量约为2kg，以10m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.1s。

下列说法正确的是
①树对兔子的平均作用力大小为180N
②树对兔子的平均作用力大小为220N
③兔子动能变化量为－99J
④兔子动能变化量为－101J
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．如图所示，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物P下而，用竖直向上的推力推物块Q，使轻绳的张力刚好为零，保持两物块静止不动。

现撤去推力F，则在物块Q向下运动的过程中，(轻绳不会被拉断)
A．物块P受到的合力先减小后增大
B．物块Q的动能与弹簧的弹性势能之和不断增大
C．物块Q减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能
D．物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能
4．“嫦娥五号”月球探测器预计在2019年年底发射，采集月球样品并返回地球，全面实现月球探测工程“三步走”战略目标.若“嫦娥五号”卫星在距月球表面H处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后“嫦娥五号”在该轨道上某点采取措施，使卫星降至椭圆轨道Ⅱ上，如图所示.若近月点接近月球表面，而H等于月球半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上的运行周期为
A． B．C．D．
5．如图所示，平行板电容器与恒压电源连接，电子以速度垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场，设电容器极板上所带的电荷量为Q，电子穿出平行板电容器时在垂直于板面方向偏移的距离为．若仅使电容器上极板上移，以下说法正确的是（）
A．Q减小，y不变
B．Q减小，y减小
C．Q增大，y减小
D．Q增大，y增大
6．如图所示，线圈ABCD固定在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。

当磁场变化时，发现线圈AB边受安培力方向水平向右且恒定不变，则磁场的变化情况可能是图中的( )
A．B．
C．D．
二、多项选择题
7．下列说法正南的是__________
A．零摄氏度的物体的内能为零
B，不论单晶体还是多晶体，在熔化时，要吸热但温度保持不变
C．温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均动能相同
D．一定质量的气体温度由T1升高到T2，在这个过程中，如果气体积膨胀并对外界做功，则气体分子平均动能可能减少
E．浸润现象是分子间作用力引起的
8．一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示，已知波沿x轴正方向传播，传播速度为10 m/s，则下列说法正确的是___________
A．x＝0.7 m处的质点比x＝0.6 m处的质点先运动到波峰的位置
B．此时x＝2.25 m处的质点正在做加速度减小的加速运动
C．x＝1m处的质点再经过0.15 s时间可运动到波峰位置
D．x＝2.3 m处的质点再经过0.08 s可运动至波峰位置
E．x＝1 m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y＝0.8 sin(10πt)(m)
9．下列说法中正确的是____
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相近，所以声波很容易产生衍射现象
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
E. 地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
10．我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，其运行的周期为T ；随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道Ⅱ上，如图所示．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下述判断正确的是（）．
A．月球的质量为
B．月球的第一宇宙速度为
C．“嫦娥三号”在环月轨道Ⅰ上需加速才能降至椭圆轨道Ⅱ
D．“嫦娥三号”在图中椭圆轨道Ⅱ上的周期为
三、实验题
11．（2012年2月济南检测）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。

一质量为m、带电量为q 的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A 点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。

求：
（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径。

（2）O、M间的距离。

（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间。

12．某同学为了探究杆转动时的动能表达式，设计了如图所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度v A，并记下该位置与转轴O的高度差h。

（1）设杆的宽度为L（L很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度v A的表达式为______。

（2）调节h的大小并记录对应的速度v A，数据如下表。

为了形象直观地反映v A和h的关系，请选择适当的纵坐标并画出图象__________。

组次 1 2 3 4 5 6
h/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
v A/（m·s-1） 1.23 1.73 2.12 2.46 2.74 3.00
v A-1/ （s·m-1）0.81 0.58 0.47 0.41 0.36 0.33
v A2/ （m2·s-2） 1.50 3.00 4.50 6.05 7.51 9.00
（3）当地重力加速度g取10m/s2，结合图象分析，杆转动时的动能E k=_______（请用质量m、速度v A表示）。

四、解答题
13．如图所示，水平地面上放置一个内壁光滑的绝热汽缸，气缸开口朝上，缸内通过轻质活塞封闭一部分气体。

初态时气体压强为一个大气压、温度为27℃，活塞到汽缸底部距离为30cm。

现对缸内气体缓慢加热到427℃，缸内气体膨胀而使活塞缓慢上移，这一过程气体内能增加了100J。

已知汽缸横截面积为50cm2，总长为50cm，大气压强为1.0×105Pa。

气缸上端开口小于活塞面积，不计活塞厚度，封闭气体可视为理想气体。

(1)末态时(427℃)缸内封闭气体的压强
(2)封闭气体共吸收了多少热量。

14．如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。

不计带电粒子所受重力。

（1）请判断带电粒子的电性；
（2）球粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；
（3）为了使该粒子进入磁场时做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小和方向。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B C B C B D
二、多项选择题
7．BCE
8．BCD
9．BCE
10．ABD
三、实验题
11．（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是．
（2）O、M间的距离是．
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是
12．L/t
四、解答题
13．（1）1.4×105p A（2）200J
14．（1）正电（2），（3），方向水平向右。