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学业分层测评 鲁科版选修3-5

第1节电子的发现与汤姆孙模型

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．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

E．汤姆孙原子模型是正确的

【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；汤姆孙原子结构模型本身是错误的，选项E错误．

【答案】ABC

2．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的发光放电现象

B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流

C．阴极射线是组成物体的原子

D．阴极射线可以在磁场作用下发生偏转

E．阴极射线可以在电场作用下发生偏转

【解析】阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，A错误，B正确．电子是原子的组成部分，C错误．电子可被电场、磁场作用发生偏转，故D、E均正确．【答案】BDE

3．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反

C．不同材料作阴极所产生的阴极射线的比荷相同

D．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同

E．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量

【解析】汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现，阴极射线在磁场中的受力情况跟负电荷受力情况相同，不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，A、B、C均对，D错误；汤姆孙通过实验粗略地测出了阴极射线粒子的电荷量，E错．

【答案】ABC

4．下列说法中正确的是( )

A．原子是可以再分的，是由更小的微粒组成的

B．通常情况下，气体是导电的

C．在强电场中气体能够被电离而导电

D．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

E．汤姆孙研究阴极射线发现了质子

【解析】原子可以再分，A对；通常情况下，气体不导电，但在强电场中被电离后可导电，B错，C、D对；汤姆孙研究阴极射线发现了电子，E错误．

【答案】ACD

5．对于如图2­1­4所示的实验装置，下列说法正确的是( )

图2­1­4

A．这是阴极射线是否带电的实验装置

B．密立根首次观察到阴极射线

C．汤姆孙确定了组成阴极射线的粒子是电子

D．赫兹认为阴极射线是一种电磁波

E．普吕克尔命名了阴极射线

【解析】1897年汤姆孙利用题图的实验装置，确定了组成阴极射线的粒子是电子，A、C正确；1858年普吕克尔首次观察到阴极射线，B错误；1876年，戈德斯坦命名了阴极射线，认为管壁上的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，并把这种射线命名为阴极射线，E错误；赫兹认为阴极射线是一种电磁波，D正确．

【答案】ACD

6．如图2­1­5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．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，可以加一磁场，磁场的方向沿________轴正方向，也可以加一电场，电场的方向沿________轴正方向.

【导学号：18850024】

图2­1­5

【解析】由于电子沿x轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若所加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方

向向下，则所加电场方向应沿z 轴正方向．

【答案】 y z

7．如图2­1­6所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径R 相同，则它们一定具有相同的________和________．

图2­1­6

【解析】 正交电磁场区域Ⅰ实际上是一个速度选择器，这束正离子在区域Ⅰ中均不偏转，说明它们具有相同的速度．在区域Ⅱ中半径相同，R ＝mv qB ，所以它们应具有相同的比荷．

【答案】 速度 比荷

8．为测定带电粒子的比荷q m ，让这个带电粒子垂直飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为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，磁场方向垂直粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则离子恰好不偏离原来方向，求比荷q m 的值为多少？

【解析】 只加电场时，在垂直电场方向

d ＝12(Eq m )(L v 0

)2 加磁场后，粒子做直线运动，则qv 0B ＝Eq ，即v 0＝E B .

联立解得：q m ＝

2dE B 2L 2. 【答案】 2dE B 2L 2

[能力提升]

9．如图2­1­7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( )

图2­1­7

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

E ．如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B 点向A 点移，则偏转磁场磁感应强度应该先由大到小，再由小到大

【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 ＝mv 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，E 正确．

【答案】 ACE

10．如图2­1­8所示是汤姆生的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是( )

【导学号：18850025】

汤姆生的气体放电管的示意图

图2­1­8

A ．若在D 1、D 2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P 1点

B ．若在D 1、D 2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转

C ．若在

D 1、D 2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转

D ．若在D 1、D 2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线打到最右端的P 1点

E ．若在D 1、D 2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线打到右端的P 2点

【解析】 实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C 正确，选项B 的说法错误．加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，因而选项D 错误，E 正确．当不加电场和磁场时，由于电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A 的说法正确．

【答案】 ACE

11．如图2­1­9所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d ，油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电，油滴散