第4章 第1节 电子的发现与汤姆孙原子模型（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

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.(2023浙江杭州月考)下列关于电子的说法错误的是 (　　) A.发现电子是从研究阴极射线开始的 B.汤姆孙发现不同物质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.电子是带负电的,可以在电场和磁场中偏转 3.(多选题)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.(多选题)如图所示,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,发现射线的轨迹往下偏,则 (　　) A.导线中的电流由A流向B B.导线中的电流由B流向A C.若要使电子束的轨迹往上偏,可以通过改变AB中的电流方向来实现 D.电子束的轨迹与AB中电流方向无关 5.(多选题)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.(2023江西抚州月考)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,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 题组二　比荷及电荷量的测定 7.(2024上海松江一中期中)美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。 (1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有　　　　;  A.油滴质量m B.两板间的电压U C.两板间的距离d D.两板的长度L (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=　　　　(已知重力加速度为g);  (3)在进行了几百次的测量后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的　　　　(选填“奇数倍”“偶数倍”“整数倍”),这个最小电荷量被认为是元电荷。  8.为测定某带电粒子的比荷,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,求比荷的值为多少? 9.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= 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) 答案与分层梯度式解析 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.B　汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,选项A正确;汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同,这种粒子即电子,选项B错误;汤姆孙发现电子,使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,选项C正确;电子是带负电的,可以在电场和磁场中偏转,选项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.BC　电子束轨迹往下偏,说明受向下的洛伦兹力,由左手定则判断出阴极射线管所在处磁场的方向垂直纸面向里,由安培定则得到AB中电流的方向由B流向A,故A错误,B正确;若要使电子束的轨迹往上偏,即使电子受向上的洛伦兹力,则可以使电流的方向改变为由A流向B,故C正确,D错误。故选B、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.B　电子带负电,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,故只有B项正确。 7.答案　(1)ABC　(2)　(3)整数倍 解析　(1)(2)平行板电容器间的电场为匀强电场,油滴处于静止状态,所以电场力与重力平衡,即mg=qE=q,可得q=,则要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有油滴质量m、两板间的电压U、两板间的距离d,故选A、B、C; (3)在进行了几百次的测量后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷。 8.答案　 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=2 加磁场后,粒子沿直线运动,则qv0B=Eq 即v0= 联立解得=。 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=m,电子运动轨迹如图所示 由几何关系知r= 偏转角很小时,r≈ 联立上述各式并代入数据解得电子的比荷=≈1.3×1011 C/kg。 7 学科网（北京）股份有限公司 $