物理选择性必修 第三册第1节 电子的发现与汤姆孙原子模型练习

4.1电子的发现与汤姆孙原子模型 课时作业（解析版）

一、选择题

1．关于物理学史，下列说法不正确的是（    ）

A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子

B．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在

C．密立根最早测得电子电荷量

D．普朗克提出了量子理论和光子说

2．人类关于物质结构的认识，下列说法中正确的是（  ）

A．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 B．天然放射现象说明原子核是有结构的

C．粒子散射实验的结果表明原子核是由质子和中子构成 D．密立根油滴实验表明电子是有结构的

3．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

4．电子是组成原子的基本粒子之一，下列对电子的说法中正确的是（　　）

A．天然放射现象中的β射线实际是高速电子流，穿透能力比α射线强

B．汤姆孙最早发现电子，并测量出电子电荷量为

C．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加

D．金属中的电子吸收光子逸出成为光电子，光电子最大初动能等于入射光子的能量

5．关于下列说法正确的是（    ）

A．法国物理学家密立根利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律

B．美国物理学家库伦通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖

C．丹麦物理学家法拉第发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应

D．法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则（右手螺旋定则）

6．下列说法中正确的是

A．太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的核裂变

B．汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构

C．α粒子散射实验说明原子核具有一定的结构

D．按照玻尔理论，若氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道，则电子的动能减小、原子总能量增大

7．人们根据物理学家对世界的贡献选出牛顿等十大杰出代表，关于他们的成就与贡献，下列说法不符合物理学史实的是(　　)

A．牛顿是动力学的奠基人，最早提出惯性概念，还发现了万有引力定律

B．卡文迪许通过扭秤实验测定引力常量G的数值，是最早称量地球质量的人

C．伽利略开创了近代物理学的研究方法，最早提出力不是维持物体运动的原因

D．法拉第最早提出了电场、磁场的概念，并首次通过油滴实验测定了电子的电荷量

8．汤姆孙对阴极射线本质的研究,采用的科学方法是(    )

A．用阴极射线轰击金箔,观察其散射情况

B．用“油滴实验”精确测定电子的带电量

C．用阴极射线轰击荧光物质,对荧光物质发出的光进行光谱分析

D．让阴极射线通过电场和磁场,通过阴极射线的偏转情况判断其电性和计算其比荷

9．下列关于物理学史描述不正确的是

A．库仑测出了元电荷e的数值 B．安培提出了分子电流假说

C．奥斯特发现通电导线周围存在磁场 D．法拉第提出了“场”的概念

10．如图所示为密立根油滴实验装置，关于该实验的意义下列说法正确的是 (     )

A．研究悬浮油滴所带电性

B．测量悬浮油滴的电荷量

C．测出了基元电荷的值

D．利用二力平衡测出匀强电场的场强大小

11．电子的发现揭示了（　　）

A．原子可再分

B．原子具有核式结构

C．原子核可再分

D．原子核由质子和中子组成

12．如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图,下列说法中正确的是(不考虑电子重力)(　　)

A．若在D1、D2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之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转

13．下列说法符合事实的是（　　）

A．瑞利研究黑体辐射的强度，并提出了能量量子化

B．密立根通过著名的“油滴实验”发现电荷是量子化的

C．玻尔研究原子结构时认为电子的轨道是量子化的

D．卢瑟福研究原子结构时认为原子的能量是量子化的

14．汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现（　　）

A．阴极射线在电场中受力方向与电场方向相反

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．阴极射线的比荷比氢离子的比荷大得多

二、解答题

15．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.如图所示是密立根实验的原理示意图，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮在两板间电场中不动时，测出两板间距离为d，重力加速度为g，试求小油滴的电荷量q.

16．为了测定带电粒子的比荷，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于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的方向，求为多少？

参考答案

1．D

【详解】

汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故A正确；卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故B正确；美国科学家密立根最早用油滴实验测得电子电荷量的精确数值，故C正确．普朗克提出了量子理论，为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，故D错误；本题选错误的，故选D．

【点睛】

汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的．卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，密立根最早用油滴实验测得电子电荷量的精确数值，普朗克提出了量子理论，爱因斯坦提出了光子说．

2．B

【详解】

A.卢瑟福粒子散射实验的现象，证明原子具有核式结构，A错误

B.射线来自与原子核内部，天然放射现象说明原子核是有结构的，B正确

C.粒子散射实验的结果证明了原子的核式结构模型，并没有对原子核的组成进行研究，C错误

D.密立根油滴实验测定了电子的电量，并不能说明电子内部有结构，D错误

3．C

【详解】

试题分析：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正确．

考点：带电粒子在磁场中的偏转

点评：由左手定则来确定洛伦兹力的方向时，要注意的是电荷的电性，若是正电则大拇指方向即为洛伦兹力方向；若是负电则大拇指方向的反方向才为洛伦兹力方向．

4．A

【详解】

A．天然放射现象中的β射线实际是高速电子流，穿透能力比α射线强，故A正确；

B．汤姆孙最早发现电子，但最早测量出电子电荷量为的是密立根，故B错误；

C．氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量将减小，故C错误；

D．金属中的电子吸收光子逸出成为光电子，光电子最大初动能等于入射光子的能量减去金属的逸出功，故D错误；

故选A。

5．D

【解析】

【详解】

A．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律，并测出了静电力常量K的值。故A不符合题意；
B．美国的密立根通过实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖。故B不符合题意。
C．丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应，故C不符合题意；
D．法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则（右手螺旋定则），故D符合题意。

故选D。

6．D

【解析】

A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，又称热核反应，故A错误；

B、汤姆生发现了电子，认为原子是枣糕式模型；阴极射线的发现说明了原子具有内部结构，故B错误；

C、α粒子散射实验说明了原子的核式结构模型，故C错误；

D、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大，根据知，动能减小，故D正确；

故选D．

【点睛】汤姆生发现电子，认为原子是枣糕式模型；太阳辐射的能量来自太阳内部的聚变反应；轨道半径越大，原子能量越大，根据库仑引力提供向心力，比较电子速度的变化，从而得知动能的变化．

7．D

【详解】

A．牛顿是动力学的奠基人，他总结和发展了前人的成果，发现了力和运动的关系并首先提出惯性的概念，还发现了万有引力定律，故A正确；

B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，被称为能“称量地球质量”的人，故B正确；

C．伽利略将斜面实验的结论合理外推即近代物理学的研究方法，最早提出力不是维持物体运动的原因，故C正确；

D．法拉第最早提出了电场、磁场的概念，美国物理学家密立根通过油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量，故D错误。

本题选不正确的，故选D。

8．D

【详解】

汤姆孙对阴极射线本质的研究采用的主要方法是：让阴极射线通过电磁场，通过偏转情况判断其电性，结合类平抛运动与圆周运动的公式，即可计算其比荷，故D正确．

9．A

【详解】

A．密立根测出了元电荷e的数值，选项A错误，符合题意；

B．安培提出了分子电流假说，选项B正确，不符合题意；

C．奥斯特发现通电导线周围存在磁场，选项C正确，不符合题意；

D．法拉第提出了“场”的概念，选项D正确，不符合题意．

10．C

【详解】

此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷即元电荷，故C正确。

故选C。

11．A

【详解】

电子的发现，不仅揭示了电的本质，而且打破了几千年来人们认为原子是不可再分的陈旧观念，证实原子也有其自身的构造，揭开了人类向原子进军的第一幕，迎来了微观粒子学（基本粒子物理学）的春天；故选A。

12．AC

【详解】

A、若在D1、D2之间不加电场和磁场，由于惯性，阴极射线应打到最右端的P1点，A正确；

B、C、阴极射线是电子流，带负电；若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，电场力向上，故阴极射线应向上偏转，B错误；C正确；

D、若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力向下，故向下偏转，D错误；

故选AC

13．BC

【解析】

【详解】

A.普朗克研究黑体辐射的强度，并提出了能量量子化，A错误；

B.密立根通过著名的油滴实验发现电荷是量子化的，并测出了电子的电量，B正确；

C.波尔研究原子结构时认为电子的轨道是量子化的补兵首先将量子化理论引入到原子物理学中，C正确；

D.卢瑟福研究原子结构时仅仅是提出来电子绕原子核做圆周运动，没有引入量子化理论，D错误。

14．AD

【详解】

A．阴极射线带负电，在电场中受力方向与电场方向相反，故A正确；

B．阴极射线带负电，则阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相反，故B错误；

C．不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，故C错误；

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，故D正确。

故选AD。

15．

【详解】

小油滴悬浮在两板间电场中不动，处于静止状态，由平衡条件得

匀强电场中内部场强，联立以上两式解得

.

16．

【分析】

带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动公式和牛顿第二定律列式，粒子在磁场中作匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，列式求出v，联立即可求解．

【详解】

设带电粒子以速度v0垂直电场方向进入匀强电场，

则d＝at2＝

此带电粒子垂直入射到正交的电磁场区域时不发生偏转，

由平衡条件qE＝qv0B，

解得：v0＝          

可得：＝

联立解得：＝

【点睛】

本题主要考查了电场中类平抛运动采用运动的分解法处理，电磁场中匀速直线运动，类似于速度选择器，运用平衡条件研究．