鲁科版（2019）高中物理选择性必修第三册 4.1《电子的发现与汤姆孙原子模型》练习

2024鲁科版高中物理选择性必修第三册同步第4章　原子结构　第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型基础过关练题组一　阴极射线的研究与汤姆孙原子结构模型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2.(2022江西宜春丰城九中期中)关于电子的发现,下列叙述中正确的是 (　　)A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子核是可以再分的B.电子的发现说明原子是由电子和原子核组成的C.电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷D.电子电荷量的精确测定最早是由密立根通过著名的油滴实验完成的3.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4.(2022 江苏淮安盱眙都梁中学期中)如图所示,在阴极射线管正上方平行放置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5.下列关于阴极射线的说法正确的是 (　　)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.汤姆孙并未精确得出阴极射线粒子的电荷量6.(2022河南郑州中原名校联考)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(不计电子重力的影响) (　　)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P2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,则阴极射线不偏转题组二　比荷及电荷量的测定7.(2022广东惠州崇雅实验学校月考)如图是密立根油滴实验的示意图,油滴从喷雾器嘴喷出,落到图中的匀强电场中,调节两板间的电压,通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中,下列说法正确的是 (　　)A.油滴带负电B.油滴质量可通过天平来测量C.只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量D.该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍8.为测定某带电粒子的比荷qm,让这个带电粒子以某一水平速度飞进水平放置的平行金属板间,金属板间有沿竖直方向的匀强电场,已知匀强电场的场强为E,在通过长为L的两金属板间后,测得偏离入射点的竖直距离为d,如果在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场,并且使磁场方向垂直于粒子的入射方向,磁感应强度大小为B,则粒子以相同的水平速度进入金属板间时,恰好不偏离水平方向,不计带电粒子的重力,求比荷qm的值为多少?9.(2021河南濮阳期末)汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比),其实验原理如图所示。电子流平行于极板射入,极板P、P'间同时存在匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场时,电子流不会发生偏转;极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场时,电子流穿出平行板电容器时的偏转角θ=115 rad。已知极板长L=3.0×10-2 m,电场强度大小为E=1.5×104 V/m,磁感应强度大小为B=5.0×10-4 T,不计电子的重力,求电子比荷。(结果保留两位有效数字)第4章　原子结构第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型基础过关练1.C　阴极射线的本质是电子,故C正确。2.D　汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子是可以再分的,A错误;电子的发现说明原子具有一定结构,并未说明原子是由电子和原子核组成的,原子的核式结构是卢瑟福通过研究α粒子散射实验提出的,B错误;电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷,C错误;电子电荷量的精确测定最早是由密立根通过著名的油滴实验完成的,D正确。3.ABC　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;卢瑟福认为原子的全部正电荷及几乎全部质量都集中在一个很小的核中,并不是汤姆孙,D错误。4.C　导线中的电流在阴极射线管处产生的磁场方向为垂直纸面向外,则根据左手定则,阴极射线将向下偏转。故选C。5.AD　阴极射线实质上就是高速电子流,所以在电场中偏向正极板一侧,选项A正确;由于电子带负电,所以其受力情况与正电荷不同,选项B错误;不同材料所产生的阴极射线都是电子流,所以它们的比荷是相同的,选项C错误;在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时,并未精确得出电子的电荷量,最早精确测量电子电荷量的是美国科学家密立根,选项D正确。6.C　由阴极发出的阴极射线通过狭缝A、B形成一条狭窄的射线。它穿过两片平行的金属板D1、D2之间的空间,到达右端带有标尺的荧光屏上。通过射线产生的荧光的位置,可以研究射线的径迹。实验证明,阴极射线是电子流,它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧,可知C正确,B错误;加上磁场时,电子在磁场中受洛伦兹力,要发生偏转,故D错误;当不加电场和磁场时,电子所受的重力可忽略不计,因而不发生偏转,A错误。7.AD　由题图知,电容器两极板间电场方向向下,油滴所受的电场力向上,则知油滴带负电,故A正确;油滴的质量很小,不能通过天平测量,故B错误;根据油滴受力平衡得mg=qE=qUd,得q=mgdU,所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴的电荷量,故C错误;根据密立根油滴实验研究可知,该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍,故D正确。8.答案　2dEB2L2解析　设粒子的初速度大小为v0,只加电场时,在竖直方向有d=Eq2mLv02加磁场后,粒子沿直线运动,则qv0B=Eq 即v0=EB联立解得qm=2dEB2L2。9.答案　1.3×1011 C/kg解析　电子流无偏转时,洛伦兹力和电场力平衡,则eE=evB只存在磁场时,洛伦兹力提供向心力,有evB=mv2r,电子运动轨迹如图所示由几何关系知r=Lsinθ偏转角很小时,r≈Lθ联立上述各式并代入数据解得电子的比荷em=EθB2L≈1.3×1011 C/kg。1.C2.D3.ABC4.C5.AD6.C7.AD