最新人教版高中物理选修3-5：18.1 电子的发现 知识点总结及课时练习
人教版高二物理选修3-5知识点总结
物理选修3-5知识点总结1、一般物体热辐射除了与温度有关外，还与物体的材料和表面状况有关。
2、黑体辐射的规律为温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
右图会画3、光电效应（光照到金属上，打出电子的现象）①赫兹最早发现光电效应现象，爱因斯坦引入普朗克量子理论提出了光子说，成功解释了光电效应。
②能够发生光电效应的条件：入射光频率≥金属的极限频率（截止频率），入射光波长≤金属极限波长入射光能量hν≥金属逸出功③任一种金属，都有自己的极限频率νC，极限波长λc对应金属的逸出功W0，W O = hνC = hc/λc④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s；⑤光电子最大初动能与入射光的频率有关，但不成正比，而与入射光强弱无关。
关系式为 E K = hν- W O =hc/λ—W O，光电子最大初动能只随着入射光频率的增大．．；．．而增大右图E K -υ图像：横轴的交点:金属的截止频率νc：纵轴的交点为: -E= -W0图线的斜率k =普朗克常量h不同金属在同一张E K-ν图像中，斜率一样⑥光电管内被光照的金属为阴极K，当其与电源负极相连时，所接为正向电压。
见右上图若能发生光电效应，滑动头P在最左端时，U=0，电流≠0。
滑动头右移，电流增大然后趋于某最大值（饱和）。
⑦当入射光颜色不变时（即频率不变），入射光越强，单位时间内入射的光子数越多，则单位时间内射出的光电子数越多，饱和光电流越大⑧当阴极K与电源正极相连时，所接为反向电压。
滑动头右移，电流逐渐减小到0.光电流恰好为0时，对应的反向电压叫遏止电压(U C)： U C e=E K⑨遏止电压Uc与入射光频率ν关系：U C e=hν-W O Uc=( hν—hνc)/e图像U C—υ如左图：横轴交点：金属的截止频率，I 纵轴交点= -W O /e斜率为h/e⑩右上图为光电流与电压关系：可见对同一光电管（即W0逸出功一样），入射光频率不变，遏止电压不变；入射光频率越大，遏止电压越大（图中，U C1>U C2，是因为蓝光频率大于黄光频率）⑾由I－U图象可以得到的信息(1)遏止电压U c：图线与横轴的交点的绝对值.(2)饱和光电流I m：电流的最大值.(3)最大初动能：E km＝eU c.例：用5eV的光子照射光电管，其电流表示数随电压变化如右图，图中Uc=3V，则，光电子最大初动能= 3ev 光电管金属逸出功=2ev例：当用一束紫外线照在原来不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，则锌板打出电子，锌板带正电，与它相连的验电器金属箔带正电。
高中物理 18.1 电子的发现 新人教版选修3-5
1．阴极射线管发出荧光的原因是什么？ 提示：阴极射线是带负电的粒子流，它高速运动打到玻璃壁 上，使管壁发出荧光。 2．如何判断阴极射线是电磁波还是带电粒子？ 提示：使阴极射线垂直进入偏转电场或偏转磁场，通过打在 荧光屏上的亮点的位置，判断是带电粒子还是电磁波。
例 1 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象 B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流 C．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的 D．阴极射线就是 X 射线
பைடு நூலகம்
要点二 带电粒子比荷的测定
1. 让粒子通过正交的电磁场(如图所示)，让其做直线运动， 根据二力平衡，即 F 洛＝F 电(Bqv＝qE)得到粒子的运动速度 v＝EB。
2. 在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图所示)，保留磁 场让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦力提供向心力即 Bqv＝ mrv2，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径 r。
第十八章 原子结构
第1节 电子的发现
[学习目标] 1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子 的组成部分，是比原子更基本的物质单元。 2.体会电子的发现 过程中蕴含的科学方法。 3.知道电荷是量子化的，即任何电荷 只能是 e 的整数倍。 4.领会电子的发现对揭示原子结构的重大 意义。
[知识定位] 重点：1.电子的发现和认识过程。 2.电子的 电荷量和质量、比荷。
2. 实验现象：德国物理学家普吕克尔在类似的实验中看到 了玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。
3. 实验分析：荧光的实质是由于玻璃受到阴极发出的某种 射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。
4．对阴极射线本质的认识 对于阴极射线的本质，科学家做了大量的科学研究，主要形 成了两种观点。 (1)电磁波说 代表人物——赫兹，他认为这种射线的本质是一种电磁辐 射。 (2)粒子说 代表人物——汤姆孙，他认为这种射线的本质是一种带电粒 子流。
人教版《物理》选修3-5 第十八章 第一节——电子的发现
课题电子的发现【课型】情景教学实验探究【课标要求】了解人类探究原子结构的历史以及有关经典实验【教材分析】将本节作为原子结构的第一个内容，是因为电子的发现拉开了人类认识原子内部结构的序幕，人们对微观世界的探索获得了第一个突破性进展。
在此后的三、四十年的时间内，人们对微观世界的探索捷报频传，迅速发现了微观世界的运动规律，谱写了物理科学的崭新篇章。
把“电子的发现”单列一节来处理，目的不仅是为教材后续关于原子结构的内容做准备和铺垫，还在于电子的发现本身在科学史以及科学方法论中的重要性。
本节知识内容主要分为阴极射线和电子的发现两个部分，而将重点放在情感目标的渗透上——电子发现过程蕴含的科学方法，以及科学家热爱科学、勇于创新的科学精神。
【学情分析】学生在初中阶段就已了解原子的基本结构，知道核外电子带负电，高中阶段在电磁场部分也经常接触电子模型，因此对于电子学生在知识上并不陌生，但对电子的发现过程，特别是电子发现过程中体现的研究方法以及对微观科学发展的意义了解较少，因此本课的重点不在知识和技能上，而是通过回顾电子发展的历史，以物理学史及物理研究方法为线索展开。
学生在学习磁场时已接触过阴极射线，但对其产生原理不太清楚，因此在本节内容的学习展开过程中有必要对阴极射线做更为详细的探究。
【教学目标】1、知识与技能知道阴极射线的产生原理，回顾带电粒子在电场、磁场中运动的相关知识2、过程与方法通过回顾电子发现的过程，了解微观粒子的研究方法，体会物理学从提出问题到实验论证的研究方法3、情感、态度、价值观认识电子的发现对物理学发展及社会发展的意义，了解科学家在面对已有经验和现实困扰的情况下，排除各种干扰因素，以敏锐的洞察力和思维创造性地展开科学探索的科学精神，从而产生对前人的崇敬之情，激发献身科学的探索激情。
【重、难点分析】重点：体会物理学的研究过程，体验勇于创新的科学精神，了解微观粒子的研究方法。
难点：从相关史实中提炼科学研究的各种要素【教学用具】带偏转电极的阴极射线管一只马蹄形磁铁一块高压电源两台学生低压电源一个激光源一个导线若干PPT课件一套【教学设计】为达成以上教学教育目标，作如下课堂设计1.课堂剧的设计——关于阴极射线是什么的争论为使学生充分了解电子的发现过程，设计了一个由关于阴极射线是什么的两个流派的争论的课堂剧，三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的研究。
人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子结构
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人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义； 3．了解汤姆孙发现电子的研究方法． 4．知道α粒子散射实验；5．明确原子核式结构模型的主要内容； 6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释： 要点一、原子结构 1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电．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．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到发光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光． 2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究． （2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷（带电粒子的电荷量与其质量之比，即e m）． （3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流）．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－，电子的质量319.109389710kg m =⨯－，电子的比荷111.758810C/kg em=⨯．电子的质量约为氢原子质量的1 1836．3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现．为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．（2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何电荷只能是元电荷e的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：（1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的，汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面，所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现． （1）实验装置（如图所示）由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示：①整个实验过程在真空中进行． ②金箔很薄，α粒子（42He 核）很容易穿过．（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m －，整个原子半径的数量级是1010m －，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷”的． 5．解题依据和方法（1）解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型（核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少，由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少；如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角）．原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．（见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程．实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙（枣糕式）原子模型不符合实际，卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例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【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】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．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）．A ．向纸内偏转B ．向纸外偏转C ．向下偏转D ．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线（电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线（电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K 发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A ＇中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P ＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ＇点（O ＇点与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计）．此时，在P 和P ＇间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为1L ，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为2L （如图所示）． （1）求打在荧光屏O 点的电子速度的大小． （2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb（2）2121(/2)Ud B bL L L +【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v ，则evB eE =， 得E v B =， 即U v Bb =． （2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =． 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v=。
高二物理人教版选修3-5(第18.1 电子的发现) Word版含解析
绝密★启用前第十八章原子结构1.电子的发现第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
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流D．阴极射线本质是X射线2．关于电荷的电荷量，下列说法错误的是()A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的B．物体所带电荷量可以是任意值C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19CD．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍3．如图所示，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，发现射线径迹下偏，则()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，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4．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．电子质量是氢离子质量的1 836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元5．1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子，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，并没能求出了阴极射线的比荷B．汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子C．电子的质量无法测定D．汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元6．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2vv 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2v 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2v 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2 7．如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图，显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光。
人教版物理选修3-5课件 第十八章 原子结构 1电子的发现
液滴编号 1 2 3 4 …
电荷量/C 6.41×10－19 9.70×10－19 1.6×10－19 4.82×10－19
…
解析：表格中的数据与电子电量的比值关系为： qe1＝61.4.61××1100－－1199＝4，
qe2＝91.7.60××1100－－1199＝6， qe3＝11..66××1100－－1199＝1， qe4＝41.8.62××1100－－1199＝3.
(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．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＝U1 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.
得出结论：电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元 电荷 e 的整数倍．
答案：电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 的整数倍
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优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑， 上课认真，笔记认真， 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小B
第十八章 原子结构
1 电子的发现
学习目标
1.知道电子是怎样发现 的及其对人类探索原子 结构的重大意义. 2.了解汤姆孙发现电子 的研究方法，知道电子 的电荷量和质量. 3.能运用所学知识解决 电子在电场和磁场中的 运动问题.
重点难点 重点 1.电子的发现
过程及其意义. 2.电荷的量子 化. 难点
C．保持步骤 B 中的电压 U 不变，对 M1、M2 区域 加一个大小、方向合适的磁场 B，使荧屏正中心处重现 亮点，试问外加磁场的方向如何？
人教版高中物理选修3-5知识点汇总_一册全_
人教版高中物理选修3—5知识点总结第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。
2.相互作用力极大，即内力远大于外力。
3、速度都发生变化。
一、实验的基本思路1、一维碰撞：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。
2、猜想与假设：一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。
例如两个物体可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开。
二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。
在固定的轨道上做实验——气垫导轨。
②怎样测量物体的质？用天平测量。
③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
④数据处理：列表。
参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。
参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时，可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时，可以选用参考案例三。
参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
16.2动量定理一、动量1、定义：把物体的质量m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p = mʋ2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg•m/s3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同。
4、注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
5、动量的变∆p①某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'，跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p = p' - p。
高中物理 18.1 电子的发现 新人教版选修3-5
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 y1 2at21 2 ·m q U d(L v)2,故 m q2 U y d L v 22. 所以在偏转电场U、d、L已知时，只需测量v和y即可.
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【典例】一束电子流在经U=5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距 处垂直进入平行板间的匀强电场，如 图所示.若两板间距d=1.0 cm，板长l= 5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两极板上最多 能加多大电压？
2
m
轨迹如图所示.
设圆周半径为R，在三角形Ode中，
有 L R 2 （ L ） 2 R 2 ， 整 理 得 ： R 5 L
2
8
洛伦兹力充当向心力：qvB m v2
R
联立上述方程，解得
q m
128U 25B2L2
.
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【规律方法】
测比荷的方法
测量带电粒子的比荷，常见的测量方法有两种：
(1)利用磁偏转测比荷，由 qvBmv2得q v， 只需知道磁
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【解题指导】解答本题应明确以下三点: (1)电子在加速电场中，可由动能定理求出粒子进入偏转电场 的初速度. (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，即水平方向上做匀速运 动，竖直方向做匀加速运动. (3)粒子恰好能飞出极板与恰不能飞出极板是一临界状态，由 临界状态来确定极值.
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【标准解答】在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极
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2.(2011·无锡高二检测)关于空气导电性能，下列说法正确 的是( ) A.空气导电，是空气分子中有的带正电，有的带负电，在强 电场作用下向相反方向运动的结果 B.空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的 结果 C.空气密度越大，导电性能越好 D.空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版
物理人教版高中选修3-5物理选修3-5_知识点总结提纲_精华版-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理选修3-5知识点梳理一、动量动量守恒定律1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：①物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P = mv。
单位是skg .动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的，所以m动量也是相对的。
2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题：①动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。
④动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较：①动量是矢量, 动能是标量。
最新人教版高中物理选修3-5知识点总结
最新人教版高中物理选修3-5知识点总结光电效应是指当光子与金属表面相互作用时，会使得金属表面的电子被激发并从金属表面射出的现象。
这表明光子具有能量。
2、光子说：爱因斯坦提出了光子说，即光子是一种具有能量和动量的微观粒子，它们在光波中传播。
3、光电效应方程：光电效应的实验结果可以用光电效应方程来描述，即E=hf-φ，其中E为光电子的最大动能，h为普朗克常数，f为光子的频率，φ为金属的逸出功。
这个方程表明，只有当光子的能量大于金属的逸出功时，光电子才能被激发并射出。
四、波粒二象性德布罗意波长1、波粒二象性：波粒二象性是指微观粒子既可以表现出波动性，也可以表现出粒子性。
这一概念最早由德布罗意提出。
2、德布罗意波长：德布罗意提出了一个公式λ=h/p，其中λ为德布罗意波长，h为普朗克常数，p为粒子的动量。
这个公式表明，微观粒子也具有波动性，其波长与动量成反比。
五、原子核的结构与稳定性1、原子核的结构：原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的直径约为10^-15米，而整个原子的直径约为10^-10米，因此原子核是原子中最小的部分。
2、原子核的稳定性：原子核的稳定性取决于质子数和中子数的比例。
当质子数和中子数相等时，原子核最稳定。
当质子数或中子数过多或过少时，原子核就不稳定，容易发生衰变。
以上是最新人教版高中物理选修3-5的知识点总结。
动量守恒定律是物理学中非常重要的一个定律，它可以用来解释许多物理现象。
量子理论的建立和黑体辐射是现代物理学的重要里程碑。
光电效应和波粒二象性则是揭示微观粒子本质的重要概念。
原子核的结构和稳定性则是核物理学的基础。
这些知识点的掌握对于理解物理学的基本原理和应用具有重要意义。
光的电磁说是光的波动理论的一种完美发展，但是它无法解释光电效应的现象。
光电效应是指在光的照射下，物体会发射出电子，这些发射出来的电子被称为光电子。
（实验图请见课本）研究结果表明光电效应存在饱和电流，这意味着入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；同时存在遏止电压和截止频率。
人教版高中物理选修3-5：知识点归纳(图文并茂)
物理选修3-5知识点总结一、量子理论的建立黑体和黑体辐射、1、黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
2、黑体辐射：黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
（普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象）3、量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hνh为普朗克常数（6.63×10-34J.S）二、光电效应光子说光电效应方程1、光电效应（表明光子具有能量）（1）光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。
在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。
（2）光电效应的研究结果：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；②存在遏止电压：当所加电压U为0时，电流I并不为0。
只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极阳极接电源负极，在光电管两级形成使电子减速的电场，电流才可能为0。
使光电流减小到0的反向电压Uc 称为遏止电压E k=eU c。
遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度；③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率高于截止频率时才能发生光电效应v c=w0/h；④光电效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。
规律：①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频．．．．．．．．．．．，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应；．．．．．率必须大于这个极限频率②光电子的最大初动能与入射光的强度无关．．．．．．．．．．．．，一般．．；③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的．．．．．．．．．．．．．．．．．．，只随着入射光频率的增大．．而增大不超过10-9s；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。
最新人教版高中物理选修3-5第十八章《电子的发现》教材梳理
疱丁巧解牛知识·巧学一、阴极射线1.通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电.联想发散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，在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体.2.阴极射线电性的发现检测阴极射线带电性为了研究阴极射线的带电性质，他设计了如图18-1-1所示的装置，从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷.图18-1-1检测阴极射线带电性3.产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极，当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线.4.阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光.二、电子的发现1.不同的放电气体或者用不同的金属材料制作电极，都测得相同的荷质比，可从不同物体中击出这种带电粒子，说明它是构成物质的共同成分.汤姆生直接测量出粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多.2.美国科学家密立根精确地测定了电子的电量：e=1.602 2×10-19C,根据荷质比，计算出电子的质量为：m=9.109 4×10-31 kg.3.电子发现的重大意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒，现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分.电子带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕.典题·热题知识点一阴极射线例1 汤姆生是通过怎样的实验和推理过程发现电子的？解析：汤姆生通过测定阴极射线的电性实验，测得阴极射线中含有带负电的粒子，然后通过带电粒子在磁场或电场中的运动实验测定阴极射线中负粒子的比荷的大小从而推理得到阴极射线中粒子是电子.方法归纳做好模拟实验，认真观察实验现象，理解实验过程，体会汤姆生在发现电子时的研究方法.知识点二 电子在电场和磁场中的运动例2 汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图1812所示.真空管内的阴极K 发出的电子(不计初速、阻力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O 1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P′间的区域.当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O′点，O′与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计.此时，在P 和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点.已知极板水平方向的长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏间的距离为L 2(如图18-1-2所示).图18-1-2(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小；(2)推导出电子的比荷的表达式.解析：电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动；仅有偏转电场时，做类平抛运动，利用运动的分解计算.(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O 点.设电子的速度为v ，则evB=Ee,得v=BE 即v=Bb U . (2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为a=mb eU ，电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间为t 1=vL 1 这样，电子在竖直方向偏转距离为d 1=212a 21t =bm v U eL 2212 离开电场时竖直向上的分速度为v ⊥=at 1=m vbU eL 1 电子离开电场后做匀速直线运动，经t 2时间到达荧光屏t 2=v L 2 在t 2时间内向上运动的距离为d 2=v ⊥t 2=bm v L eUL 221 这样，电子向上的总偏转距离为d=d 1+d 2=b mv eU 2L 1(L 2+21L )可解得m e =)2/(1212L L bL B Ud +. 巧解提示如图18-1-3所示，由类平抛运动的推论知物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，即将粒子射出的速度BC 方向反向延长交于AD 于O 点，则AO=OD ，由几何知识图18-1-3 tanθ=''OO C O =212L L d +=2122LL d +① 电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O 点.设电子的速度为v ，则evB=Eq v=BE 即v=Bb U ② 当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为a=mb eU 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间为t=v L 1 则v y =at v x =v由速度的偏转角 tanθ=x yv v =21m bveUL ③ 联立①②③ 得m e =)2/(1212L L bL B Ud +. 问题·探究方案设计探究问题 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了一种新粒子，这种粒子带一个单位的正电荷，你能设计实验确定新核的“身份”吗？探究过程:利用带电粒子在磁场中的偏转，可以将新粒子通过质谱仪，如图18-1-4所示，需要测出磁场的磁感应强度B 、新粒子的速度(可通过速度选择器测量)v 、轨道半径r ，即可根据公式qvB=m rv 2，即m q =rB v 求出新粒子的荷质比，进一步求出其质量从而确定新粒子为质子.图18-1-4也可以利用带电粒子在电场中的偏转，求新粒子的荷质比.如图1-8-15所示，使新核垂直电场方向进入电场，只要测定新粒子的速度(可通过速度选择器测量)v 0，偏转电场的电压U 、板间距离d 和长度l 和偏转最大竖直位移y 1，即可求出新粒子的荷质比.推导：图18-1-5电子在偏转电场的飞行时间t 1=l / v 0电子在偏转电场的加速度a=m qE =mdqU 要使电子从下极板边缘出来，应有y 1=21a 21t =2022mdv qUl 即荷质比m q =21202Uly dv .。
人教版高中物理选修3-5精选教案：18.1 电子的发现 Word版含答案
第一节电子的发现教学目标：（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）新课教学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？带电粒子是从何而来的？ 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。
高中物理人教版选修3-5教师用书：第18章+1 电子的发现+Word版含解析(2篇)
1 电子的发现学习目标知识脉络1.知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程．(重点)2.知道电子是原子的组成部分．(重点)3.知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系．(重点、难点)阴极射线[先填空]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B(A.阴极射线B．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．[再判断]1．阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的．(×)2．阴极射线撞击玻璃管壁会发出荧光．(√)3．阴极射线在真空中沿直线传播．(√)[后思考]产生阴极射线的玻璃管为什么是真空的？【提示】在高度真空的放电管中，阴极射线中的粒子主要来自阴极，对于真空度不高的放电管，粒子还有可能来自管中的气体，为了使射线主要来自阴极，一定要把玻璃管抽成真空．[合作探讨]如图18-1-1所示，在阴极和阳极之间加上高电压，阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，射向阳极．图18-1-1探讨1：怎样判定阴极射线是不是电磁辐射？【提示】电磁辐射是电磁波的辐射，若使阴极射线通过电场或磁场，看传播方向是否受其影响则可判定是不是电磁辐射．探讨2：根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负？【提示】带电粒子垂直进入匀强电场时，正负电荷的偏转方向不同，偏转方向与场强方向相同(相反)的粒子带正(负)电，不带电者不偏转．带电粒子垂直进入匀强磁场时，做匀速圆周运动，所受的洛伦兹力提供向心力，根据左手定则可知其电性．[核心点击]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．(2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流．2．阴极射线带电性质的判断方法(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质．(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质．3．实验结果根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电．1．阴极射线管中加高电压的作用是()【导学号：54472042】A．使管内的气体电离B．使阴极发出阴极射线C．使管内障碍物的电势升高D．使管内产生强电场，电场力做功使电子加速【解析】在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，B错误；阴极发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃壁发生撞击而产生荧光，故A、C错，D正确．【答案】 D2.如图18-1-2是电子射线管示意图．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(z轴负方向)偏转，可采用加磁场或电场的方法．图18-1-2若加一磁场，磁场方向沿________方向，若加一电场，电场方向沿________方向．【解析】若加磁场，由左手定则可判定其方向应沿y轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿z轴正方向．【答案】y轴正z轴正注意阴极射线(电子)从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反.电子的发现[先填空]1．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．2．汤姆孙的进一步研究汤姆孙又进一步研究了许多新现象，证明了电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．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＝1.602×10－19_C.(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＝9.109 389 7×10－31 kg，质子质量与电子质量的比m p m e＝1_836.[再判断]1．阴极射线实际上是高速运动的电子流．(√)2．电子的电荷量是汤姆孙首先精确测定的．(×) 3．带电体的电荷量可以是任意值．(×)[后思考]汤姆孙怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？【提示】汤姆孙通过气体放电管研究阴极射线的径迹，未加电场时，射线不偏转，施加电场后，射线向偏转电场的正极板方向偏转，由此确定阴极射线是带负电的粒子．[合作探讨]如图18-1-3所示，为测定电子比荷的实验装置，其中M1、M2为两正对平行金属板．图18-1-3探讨1：电子在两平行金属板间的运动轨迹是什么形状？【提示】抛物线．探讨2：电子飞出金属板间后到荧光屏P的过程中的运动轨迹是什么形状？【提示】一条直线．探讨3：要使电子在M1、M2之间沿水平方向做直线运动，所加的磁场应为什么方向？【提示】垂直于纸面向外．[核心点击]1．电子比荷(或电荷量)的测定方法根据电场、磁场对电子的偏转测量比荷(或电荷量)，可按以下方法：(1)让电子通过正交的电磁场，如图18-1-4(甲)所示，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bq v＝qE)得到电子的运动速度v＝EB.甲(2)在其他条件不变的情况下，撤去电场，如图18-1-4(乙)所示，保留磁场让电子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bq v ＝m v 2r ，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r ，则由q v B ＝m v 2r 得q m ＝v Br ＝E B 2r .乙图18-1-42．密立根油滴实验(1)装置密立根实验的装置如图18-1-5所示．图18-1-5①两块水平放置的平行金属板A 、B 与电源相接，使上板带正电，下板带负电．油滴从喷雾器喷出后，经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中．②大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时，因摩擦而带负电，油滴在电场力、重力和空气阻力的作用下下降．观察者可在强光照射下，借助显微镜进行观察．(2)方法①两板间的电势差、两板间的距离都可以直接测得，从而确定极板间的电场强度E .但是由于油滴太小，其质量很难直接测出．密立根通过测量油滴在空气中下落的终极速度来测量油滴的质量．没加电场时，由于空气的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空气给油滴的摩擦力而使油滴匀速下落，可测得速度v 1.②再加一足够强的电场，使油滴做竖直向上的运动，在油滴以速度v 2匀速运动时，油滴所受的静电力与重力、阻力平衡．根据空气阻力遵循的规律，即可求得油滴所带的电荷量．(3)结论带电油滴的电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍，从而证实了电荷是量子化的，并求得了其最小值即电子所带的电荷量e .3．(多选)关于电荷的电荷量下列说法正确的是()A．电子的电量是由密立根油滴实验测得的B．物体所带电荷量可以是任意值C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19 CD．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍【解析】密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10－19 C，并提出了电荷量子化的观点，因而A对，B错，C对；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对．【答案】ACD4．密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性．如图18-1-6所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m，调节两极板间的电势差U，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d.则可求出小油滴的电荷量q＝________.图18-1-6【解析】由平衡条件得mg＝q Ud，解得q＝mgdU.【答案】mgd U5．如图18-1-7所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置．当极板P和P′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O′点，O′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P′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L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.图18-1-7(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．【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Be v＝Ee＝Ub e，得v＝UBb即打到荧光屏O点的电子速度的大小为U Bb.(2)由d＝12Uebm⎝⎛⎭⎪⎫L1v2＋UebmL1v·L2v可得em＝2db v2UL1(L1＋2L2)＝2dUB2bL1(L1＋2L2).【答案】(1)UBb(2)2dUB2bL1(L1＋2L2)巧妙运用电磁场测定电子比荷(1)当电子在复合场中做匀速直线运动时，qE＝q v B，可以测出电子速度的大小．(2)电子在荧光屏上的落点到屏中心的距离等于电子在电场中的偏转位移与电子出电场到屏之间的倾斜直线运动偏转位移的和．电子的发现（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。
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人教版高中物理选修3-5 知识点总结一．量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ（一）量子论1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。
2.量子论的主要内容：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。
②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
3.量子论的发展①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。
②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
③到1925年左右，量子力学最终建立。
4.量子论的意义①与量子论等一起，引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。
②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘，深刻改变了人们对整个物质世界的认识。
③量子论成功的揭示了诸多物质现象，如光量子论揭示了光电效应④量子概念是一个重要基石，现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。
量子论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论的基础上发展起来的量子论学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。
（二）黑体和黑体辐射1.热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。
这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
①.物体在任何温度下都会辐射能量。
②.物体既会辐射能量，也会吸收能量。
物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。
此时温度恒定不变。
实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。
2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。
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第十八章原子结构1电子的发现记一记电子的发现知识体系1种射线——阴极射线2个实验——汤姆孙实验密立根油滴实验几个常量——电子的电性、电量、质量、比荷等辨一辨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．(×) 4．物体带电荷量的最小值约为1.6×10－19 C．(√)5．英国物理学家汤姆孙发现了电子，并通过“油滴实验”测出了电子的比荷．(×)想一想1.如图所示为发现阴极射线的实验装置．(1)阴极射线是从哪个地方发出的，感应圈的作用是什么？(2)管中十字状金属片的作用是什么？提示：(1)阴极射线是从阴极K发出的，感应圈的作用是利用万伏的高压，对阴极射线进行加速．(2)管中十字状金属片的作用是挡住阴极射线，从而形成十字形的影，首先说明荧光是由于阴极射线撞击玻璃而形成，其次说明阴极射线沿直线运动．2．如图所示为汤姆孙的气体放电管．(1)在金属板D1、D2之间加上如图所示的电场时，发现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？(2)在金属板D1、D2之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？提示：(1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，说明阴极射线带负电．(2)由左手定则可得，在金属板D1、D2之间单独加垂直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转．思考感悟：练一练1.(多选)关于阴极射线的性质，判断正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小解析：通过阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多，故选项A、C正确．答案：AC2．(多选)下列关于电子的说法正确的是()A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的C．电子发现的意义是让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，可以在电场和磁场中偏转解析：发现电子是从研究阴极射线开始的，A正确；汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是相同的，B 错误；电子的发现让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，C 正确；电子是带负电的，D 错误．答案：AC3．为了测定带电粒子的比荷q m ，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的电场强度为E ，在通过长为L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d ；如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则粒子恰好不偏离原来方向，求q m .解析：仅加电场时d ＝12(qE m )·(L v 0)2 加复合场时Bq v 0＝qE由以上两式得q m ＝2dE B 2L 2.答案：2dE B 2L 2要点一 对阴极射线的认识1.[北京高考题]如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x 轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏的亮线向下(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 轴负方向D ．加一电场，电场方向沿y 轴正方向解析：加磁场时，由左手定则可判断磁场方向应沿y 轴正方向；加电场时，电场方向应沿z 轴正方向．答案：B2．(多选)下列说法正确的是( )A ．阴极射线带负电B ．阴极射线带正电C ．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D ．汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子解析：阴极射线是高速飞行的电子流，电子带负电，A 正确，B 错误．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并求出了比荷，C 正确，D 错误．答案：AC3．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________．若要使粒子到达阳极时速度为7.5×107 m/s ，则加在阴极射线管两个电极之间的电压U ＝________V ．(电子质量为9.1×10－31 kg)解析：电子由阴极到阳极，由动能定理得eU ＝12m v 2，解得U ＝m v 22e ＝9.1×10－31×(7.5×107)22×1.6×10－19V ＝1.6×104 V答案：电子 1.6×1044．[广东高考题]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，实验装置如图所示．(1)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，发射的电子从两极板中央通过，在荧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，使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移，直到荧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，在M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场的磁感应强度B，使荧屏正中心重现亮点．试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2L2.一位同学说，这表明电子的比荷大小将由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？解析：(1)步骤B中电子在M1、M2两极板间做类平抛运动，当增大两极板间电压时，电子在两极间的偏转位移增大．当在荧屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板M2靠近荧屏端的边缘，设两极板间的距离为d，则d2＝12·Uq dm(Lv)2即qm＝d2v2 UL2由此可以看出这一步的目的是使电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，则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．(2)不正确，电子的比荷是由电子本身决定的，是电子的固有属性，因此他的说法不正确．答案：(1)步骤B中使电子刚好打在下极板M2靠近荧屏端的边缘，利用已知量表示qm；步骤C中磁场方向垂直纸面向外．(2)不正确，因为电子的比荷是由电子本身决定，与外部电压无关.要点二电子的发现5.(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：汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现它们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A 、D 正确，B 、C 错误．答案：AD6．(多选)如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图．显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光．安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转．下列说法中正确的是( )A ．如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O 点B ．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A 点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里C ．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B 点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里D ．如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B 点向A 点移动，则偏转磁场磁感应强度应该先由小到大，再由大到小解析：偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在O 点，A 正确．由阴极射线的电性及左手定则可知B 错误，C 正确．由R ＝m v qB 可知，B 越小，R 越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D 错误．答案：AC7．(多选)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 ．不同材料的阴极所产生的阴极射线的比荷都相同D ．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量E ．通过进一步研究知道电子是原子的组成部分解析：汤姆孙利用其设计的阴极射线管，将不同的气体充入管内，用多种不同的金属分别制成阴极，结果证明比荷大体相同，C 正确．汤姆孙和他的学生通过测量得知阴极射线粒子的电荷量与氢离子的电荷量大小基本相同，质量是氢离子的近两千分之一，由此可见电子是原子的组成部分，E正确，D错误；阴极射线带负电，A对，B错．答案：ACE8．如图是密立根油滴实验装置．在A板上方用喷雾器将油滴喷出，若干油滴从板上的一个小孔中落下，喷出的油滴因摩擦而带负电．已知A、B板间的电压为U、间距为d时，油滴恰好静止．撤去电场后油滴徐徐下落，最后测出油滴以速度v匀速运动，已知空气阻力正比于速度：f＝k v，则油滴所带的电荷量q＝________.某次实验得到q的测量值见下表(单位：×10－19 C)分析这些数据可知：________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________.解析：由mg－Eq＝0，mg－k v＝0，E＝Ud，解得q＝k v dU.油滴的带电荷量是 1.6×10－19C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19 C.答案：k v dU油滴的带电荷量是1.6×10－19 C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19 C基础达标1.历史上第一个发现电子的科学家是()A．贝可勒尔B．道尔顿C．伦琴D．汤姆孙解析：贝可勒尔发现了天然放射现象，道尔顿提出了原子论，伦琴发现了X射线，汤姆孙发现了电子，D正确．答案：D2．[2019·宁波月考](多选)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解析：发现电子时，人们对原子的结构仍然不清楚，但使人们意识到电子应该是原子的组成部分，故A错误，B正确；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，C正确；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，D正确．答案：BCD3．下列关于阴极射线的说法正确的是()A．阴极射线是高速运动的质子流B．阴极射线是可用人眼直接观察的C．阴极射线是电磁波D．阴极射线是高速运动的电子流解析：阴极射线是高速运动的电子流，A、C错误，D正确；阴极射线无法用人眼直接观察，B错误．答案：D4．(多选)下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的()A．＋3×10－19 C B．＋4.8×10－19 CC．－3.2×10－26 C D．－4.8×10－19 C解析：电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍.1.6×10－19 C是自然界中最小的电荷量，故B、D正确．答案：BD5．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．平行于纸面向下B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里解析：由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线运动方向向右，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正确．答案：C6．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线(电子束)将()A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转解析：由题目条件不难判断阴极射线管所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线(电子束)向上偏转，故正确选项为D.答案：D7．(多选)如图所示，关于高压的真空管，下列说法正确的是()A．加了高压的真空管中可以看到辉光放电现象B．a端接负极，b端接正极C．U1为高压电源，U2为低压电源D．甲为环状物，乙为荧光中出现的阴影解析：真空中不能发生辉光放电，A错误．U1为低压电源，U2为高压电源，C错误．选项B、D所述正确．答案：BD8．(多选)如图所示是汤姆孙的阴极射线管的示意图，下列说法正确的是()A．若在D1、D2两极板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、D2两极板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、D2两极板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、D2两极板之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转解析：实验证明，阴极射线是高速电子流，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，选项C正确，B错误；加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，选项D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A正确．答案：AC9.1910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”，如图所示．质量为m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ρ，空气密度为ρ′，已知重力加速度g和电子电荷量e，试求：两板间场强最大值．解析：设油滴的体积为V，所带电荷量为电子电荷量的整数倍，设为ne.对油滴由平衡条件得mg＝F电＋F浮，F电＝Ene，F浮＝ρ′gV，m＝ρV，由以上各式得E＝mg－ρ′mρgne，当n＝1时，电场强度E最大，E max＝mge－mgρ′ρe＝mg(ρ－ρ′)ρe.答案：mg(ρ－ρ′)ρe10.如图所示为测量某种离子的比荷的装置．让中性气体分子进入电离室A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处，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，求该离子的比荷qm.解析：离子在打到P处之前，经电场加速、磁场偏转两个过程，由离子的轨迹可知，离子带正电，设它进入磁场时速度为v，在电场中加速，有qU ＝12m v2在磁场中发生偏转，有Bq v＝m v2r，而r＝a2联立解得qm＝8UB2a2.答案：8UB2a2能力达标11.如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的电场，出电场时打在屏上P点，经测量O′点和P点的距离为h，求电子的比荷．解析：由于电子进入电场中做类平抛运动，沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，有h＝12at2＝12eUdm(lv0)2＝eUl22dm v20，则em＝2dh v20Ul2.答案：2dh v20Ul212.[2019·河南模拟]美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量．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相连，上、下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦带负电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况．两金属板间的距离为d .(忽略油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力)(1)调节两金属板间的电压，当U ＝U 0时，观察到某个质量为m 1的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量．(2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差U ＝U 1时，观察到某个质量为m 2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，求此油滴所带的电荷量．解析：(1)当U ＝U 0时，油滴恰好做匀速直线运动，满足m 1g －q U 0d ＝0，解得q ＝m 1gd U 0. (2)当U ＝U 1时，质量为m 2的油滴做匀加速运动，满足d ＝12at 2，m 2g －q ′U 1d ＝m 2a联立解得q ′＝m 2d U 1(g －2d t 2)＝m 2d U 1t 2(gt 2－2d )． 答案：(1)m 1gd U 0 (2)m 2d U 1t 2(gt 2－2d ) 13.在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示．abcd 是个长方形盒子，在ad 边和cd 边上各开有小孔f 和e ，e 是cd 边上的中点，荧光屏M 贴着cd 放置，能显示从e 孔射出的粒子落点位置．盒子内有一方向垂直于abcd 平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B .粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子经过电压为U 的电场加速后，从f 孔垂直于ad 边射入盒内．粒子经磁场偏转后恰好从e 孔射出．若已知fd ＝cd ＝L ，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用．请你根据上述条件求出带电粒子的比荷qm .解析：带电粒子进入电场，经电场加速． 根据动能定理得qU ＝12m v 2，得v ＝2qUm .粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示．设圆周半径为R ，在三角形Ode 中，有(L －R )2＋(L2)2＝R 2，整理得：R ＝58L ，洛伦兹力充当向心力：q v B ＝m v 2R ，联立上述方程，解得q m ＝128U25B 2L 2.答案：128U25B 2L 2。