4.3 原子的核式结构模型（高效培优讲义）物理人教版选择性必修第三册

3.原子的核式结构模型 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电子的发现 1 题型2 原子的核式结构模型 5 题型3 原子核的电荷与尺度 9 【能力培优练】 11 【重难题型讲解】 题型1 电子的发现 1、阴极射线：阴极发出的一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。 2、阴极射线管：用来观测气体放电的装置。原理图如下： 由阴极K发出的带电粒子通过缝隙A、B形成一束细细的射线。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。根据射线产生的荧光的位置（如P1，P2，P3，…），可以研究射线的径迹。 图中产生阴极射线的机理是：管中残存气体分子中的正负电荷在强电场的作用下被“拉开”（即气体分子被电离），正电荷（即正离子）在电场加速下撞击阴极，于是阴极释放更多粒子流，形成了阴极射线。 1897年，J.J.汤姆孙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。他进一步发现，用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都是相同的。这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。 3、电子的发现：汤姆孙的探究方法 （1）让阴极射线分别通过电场和磁场，根据现象，证明它是带电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。 （2）换用不同的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍。 ★特别提醒 求解带电粒子比荷的思路 （1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系式。 （2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图来确定圆心位置，利用几何知识求其半径。 （3）带电粒子通过相互垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE=qvB可求其速度。 （3）汤姆孙研究的新现象：如光电效应、热离子发射效应和β射线等。发现不论阴极射线、热离子流、光电流还是β射线，它们都包含电子。 （4）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，组成阴极射线的粒子被称为电子。 4、密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的；目前公认的电子电荷的值为e＝1.6×10－19C(保留两位有效数字)。 5、电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e的整数倍。 6、电子的质量：me＝9.1×10－31kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为＝1836。 7、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位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质。 （2）方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质。 (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。 7、电子发现的意义 (1)电子发现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。 (2)现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子是原子的组成部分。 (3)电子带负电，而原子是电中性的，说明原子是可再分的。 【探究归纳】电子的发现过程 （1）现象：科学家在研究稀薄气体时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就能发出一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。 （2）猜想：①阴极射线是一种电磁辐射；②阴极射线是带电微粒。 （3）英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转。 （4）密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量。 【典例1-1】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．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D．汤姆孙发现了电子，并精确测量了电子的电荷量 【答案】A 【详解】A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧，说明其带负电，汤姆孙的实验证实了这一点，故A正确； B．阴极射线带负电，在磁场中受力方向与正电荷相反（需用左手定则判断），故B错误； C．汤姆孙发现不同材料产生的阴极射线比荷相同，说明其为同一种粒子（电子），故C错误； D．汤姆孙发现了电子并测定了比荷，但精确测量电子电荷量的是密立根，故D错误。 故选A。 【典例1-2】（多选）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙：为电子束穿过铝箔后的衍射图样，它证实了电子具有粒子性 D．图丁：汤姆生研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流 【答案】ABD 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确； B．康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量，B正确； C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，C错误； D．汤姆生研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流，D正确。 故选ABD。 跟踪训练1关于以下各图中所示的热学相关知识，描述正确的是（    ） A．图甲：阴极射线管的K极发射的射线是电磁波 B．图乙：康普顿效应说明光子具有波动性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙中，曲线1对应的分子平均动能比曲线2对应的分子平均动能小 D．图丁中，一定质量的理想气体完成A→B→C→A一个循环中其温度始终不变 【答案】C 【详解】A．图甲：阴极射线管的K极发射的射线是阴极射线，阴极射线本质上是高速电子流，故A错误； B．图乙：光子与静止电子产生弹性斜碰撞，光子把部分能量转移给了电子，同时光子还使电子获得一定的动量，因此康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量，故B错误； C．图丙中，曲线对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，可知，则曲线1对应的分子平均动能比曲线2对应的分子平均动能小，故C正确； D．图丁中，完成A→B→C→A一个循环，温度先升高，后降低，再升高，故D错误。 故选C。 跟踪训练2（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．电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转 【答案】ACD 【详解】A．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，故A正确； B．汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是相同的，故B错误； C．汤姆逊发现电子，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，故C正确； D．电子带负电荷，它在电场中受到的电场力作用而发生偏转，当电子的运动方向与磁场不共线时在磁场中也能偏转，故D正确。 故选ACD。 跟踪训练3如图所示为汤姆孙做阴极射线实验时用到的气体放电管，在 K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D 间不加电压时，光屏上O点出现亮点，当C、D之间加如图所示电压时，光屏上P 点出现亮点。 （1）要使K 、A 之间有阴极射线射出，则 K 应接高压电源 ____（填“正极”或“负极”）；要使光屏上P 处的亮点再回到O点，可以在C、D 间加垂直纸面______（填“向里”或“向外”）的匀强磁场； （2）汤姆孙换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是______的（填“相同”或“不同”）。 【答案】 负极 向外 相同 【详解】(1)[1][2] 要使K 、A 之间有阴极射线射出，则 K 应接高压电源负极；要使光屏上P 处的亮点再回到O点，则洛伦兹力向上，根据左手定则可知，可以在C、D 间加垂直纸面向外的匀强磁场； (2)[3] 汤姆孙换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是相同的。 题型2 原子的核式结构模型 1、α粒子散射实验 （1）汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。 （2）α粒子散射实验 ①实验装置：α粒子源、金箔、放大镜和荧光屏。 ②实验现象： a.绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。 b.少数α粒子发生了大角度的偏转。 c.极少数α粒子的偏转角大于90°，甚至有极个别α粒子被反弹回来。 ③实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。 2、卢瑟福的核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核。它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动。 3、原子的核式结构与原子的枣糕模型的比较 核式结构 枣糕模型 原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核 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 4、核式结构模型对粒子散射实验结果的解释 （1）当粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转。 （2）只有当粒子十分接近原子核时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少。 （3）如果粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到，这种机会极少，如图所示。 【探究归纳】卢瑟福通过α粒子散射实验提出，原子中心有很小且质量极大的原子核，核外电子绕核运动。 【典例2-1】物理学家卢瑟福和他的助手用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．大多数α粒子发生大角度偏转 B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞 C．α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围 D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核直径的数量级是 【答案】C 【详解】A．实验中大多数α粒子几乎沿直线运动，只有极少数发生大角度偏转，故A错误； B．α粒子质量远大于电子，与电子碰撞不会导致大角度偏转，大角度散射源于原子核的强库仑斥力，故B错误； C．实验表明原子中绝大部分质量和正电荷集中在极小的原子核内，故C正确； D．原子核直径数量级为，而是原子直径的数量级，故D错误。 故选C。 【典例2-2】（多选）卢瑟福的粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　） A．该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础 B．极少数粒子发生了大角度偏转 C．卢瑟福通过该实验发现原子核内有质子 D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心 【答案】BD 【详解】A．该实验否定了汤姆孙“枣糕模型”，为原子的核式结构理论奠定了基础，故A错误； B．根据卢瑟福的粒子散射实验的现象可知，绝大多数粒子能穿过金箔，少数粒子方向发生了改变，极少数粒子发生了大角度偏转，故 B正确； C．卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子，故C错误； D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心，故D正确。 故选BD。 跟踪训练1α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 【答案】D 【详解】A．该实验中绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至被反弹回来，此实验现象不可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释，故A错误； B．在a处可观察到绝大多数α粒子，在c处可观察到少数α粒子，故B错误； C．在d处打在荧光屏上的α粒子数比在b处打在荧光屏上的α粒子数少，故C错误； D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故D正确。 故选D。 跟踪训练2（多选）物理实验助推物理学理论的发展。对以下实验的表述，说法正确的是（　　） A．图甲：密立根通过油滴实验测量了电子的电荷量，揭示了电荷的量子化 B．图乙：库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，并测量了静电力常量 C．图丙：卢瑟福根据粒子散射实验的现象提出了原子核式结构模型 D．图丁：汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子，揭示了原子具有内部结构 【答案】ACD 【详解】A．图甲：密立根通过油滴实验测量了电子的电荷量，揭示了电荷的量子化，故A正确； B．库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，静电力常量既不是库仑通过扭秤测出来的，也不是后人通过库仑扭秤测出来的，而是通过麦克斯韦的相关理论算出来的，故B错误； C．图丙：卢瑟福根据粒子散射实验的现象提出了原子核式结构模型，故C正确； D．图丁：汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子，揭示了原子具有内部结构，故D正确。 故选ACD。 跟踪训练3原子的直径约为，氢原子核的直径约为，若把氢原子放大，使核的直径为，则电子离核的距离为多大？ 【详解】依题意可得 代入数据有 解得 故电子离核的距离为 题型3 原子核的电荷与尺度 1、原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，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。 2、原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。 3、原子核的大小：用核半径描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15 m，而整个原子半径的数量级是10－10 m，两者相差十万倍之多；可见原子内部是十分“空旷”的。 4、原子的核式结构提出： （1）原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子序数。 （2）原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数。 （3）原子核的大小：原子的半径数量级为10-10m，原子核半径的数量级为10-15m，原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一，体积只相当于原子体积的10-15。 【探究归纳】原子核带正电，电荷量等于元电荷的整数倍，体积极小、密度大，集中原子绝大部分质量。 【典例3-1】一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【答案】D 【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误； B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误； C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误； D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力 即数量级为，D正确。 故选D。 【典例3-2】（多选）下列说法中正确的是（　　） A．做功和传热在改变热力学系统的内能上是等价的 B．扩散现象只能发生在液体或气体中，不能发生在固体中 C．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 D．通过α粒子散射实验可以估测原子核半径的数量级为 【答案】AC 【详解】A．焦耳的实验表明，在改变系统的热力学状态上，做功和传热这两种方法是等价的，故A正确； B．扩散在固液气态中都存在，故B错误； C．除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，故C正确； D．α粒子散射可测得原子核半径数量级为，故D错误。 故选AC。 跟踪训练1原子核由质子和中子组成，原子核的直径大小可能落在下列尺标图的哪个区间（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】原子核极小，它的直径在之间，体积只占原子体积的几千亿分之一。 故选B。 跟踪训练2（多选）关于原子的核式结构学说，下述说法正确的是（　　） A．原子内部十分空旷，原子核体积很小 B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 C．原子核半径的数量级是10-15m D．原子半径的数量级约是10-15m 【答案】ABC 【详解】卢瑟福的原子核式结构学说的内容是：在原子的中心有一个很小的核，称为原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，电子绕原子核做高速旋转，原子半径的数量级为10-10m，而原子核半径的数量级为10-15m。 ABC正确，D错误。 故选ABC。 【能力培优练】 1．比荷（specificcharge）指带电粒子的电荷量与其质量的比值，单位为库仑每千克（C/kg）。对于微观粒子而言，它是描述其电磁性质的关键参数。以下粒子中，比荷最大的是（    ） A．质子 B．电子 C．中子 D．氦原子核 【答案】B 【详解】比荷定义为带电粒子的电荷量与其质量的比值，即。比较各粒子的比荷时，需考虑电荷量和质量的数值（取绝对值计算，因比荷大小仅与量值相关）。 质子电荷量，质量。比荷为 电子电荷量 ，质量。比荷为 中子电荷量（不带电），质量。比荷为 氦原子核由2个质子和2个中子组成，电荷量 质量。比荷为 比较比荷数值可知电子的比荷远大于其他粒子。 故选B。 2．下列对原子的认识，正确的是（　　） A．原子由原子核和核外电子组成 B．原子核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量 C．原子核直径的数量级为10－10m D．中性原子核外电子带的负电荷之和小于原子核所带的正电荷 【答案】A 【详解】A．原子由原子核和核外电子组成，这是卢瑟福原子模型的基本结论，故A正确； B．原子核带有原子的全部正电荷（由质子提供），但质量并非全部（电子质量不可忽略），故B错误； C．原子核直径的数量级为，而是原子直径的数量级，故C错误； D．中性原子中，核外电子的负电荷之和等于原子核的正电荷，否则原子会带电，故D错误。 故选A。 3．如图所示的粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转的原因是（　　） A．粒子与原子中的电子发生碰撞 B．正电荷在原子中均匀分布 C．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 D．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上 【答案】D 【详解】当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核远则粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的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原子核里。故选D。 4．物理学发展过程中，许多科学家作出了卓越贡献。下列关于科学家成就的说法正确的是（　　） A．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值 B．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了中子 C．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 D．法拉第首先提出用电场线来描述电场 【答案】D 【详解】A． 库仑定律的提出者库仑研究了电荷间的作用力，但元电荷e的精确测定是由密立根通过油滴实验完成的，故A错误。 B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，但中子的发现者是查德威克，故B错误。 C．伽利略通过理想斜面实验得出物体在不受外力作用时保持匀速运动，从而推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误。 D．法拉第首次引入电场线的概念来描述电场分布，这是电磁学的重要贡献，故D正确。 故选D。 5．卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（　　） A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203 C．2、10、655、1205 D．1232、1110、233、203 【答案】A 【详解】根据α粒子散射实验的现象可知，大多数粒子穿过金箔后不改变方向，只有少数粒子方向发生改变，极少数粒子偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知1处荧光屏闪烁次数最多，4处闪烁最少，只有A符合实验现象。 故选A。 6．下列说法中，正确的是（　　） A．万有引力常量最早由牛顿测量得出 B．电子的电荷量最先是由密立根通过“油滴实验”精确测出 C．爱因斯坦最先发现了光电效应现象 D．J.J汤姆孙发现了电子，随后提出了经典的“核式结构” 【答案】B 【详解】A．万有引力常量最早由卡文迪许测量得出，故A错误； B．电子的电荷量最先是由密立根通过“油滴实验”精确测出，B正确； C．光电效应是由德国物理学家海因里希·赫兹于1887年首次发现的，C错误； D．J.J汤姆孙发现了电子，并提出了“枣糕式原子模型”，卢瑟福提出了经典的“核式结构”，D错误。 故选B。 7．我国科学家利用“中国散裂中子源”装置进行金属靶实验时，用高能质子束轰击金属钨靶，有少数质子发生大角度偏转，该现象能够说明（　　） A．质子发生大角度偏转是质子与原子中的电子碰撞造成的 B．原子中有带正电的原子核 C．原子核由质子和中子组成 D．质子受到钨原子核的库仑引力 【答案】B 【详解】A．质子质量远大于电子，与电子碰撞不会导致大角度偏转，故A错误； B．大角度偏转需原子中存在集中且带正电的核（原子核），质子与原子核的库仑斥力导致偏转，故B正确； C．实验现象无法直接证明原子核由质子和中子组成，故C错误； D．质子与原子核均带正电，相互作用为斥力而非引力，故D错误。 故选B。 8．α粒子散射实验中，两个相同能量的α粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的α粒子（　　） A．与电子发生碰撞 B．与原子核发生碰撞 C．受到较大库仑力作用 D．受到较大的核力作用 【答案】C 【详解】AB．α粒子散射是由于受到原子核的库仑斥力，不是与电子碰撞，也不是与原子核发生碰撞，A错误，B错误； C．根据库仑定律 散射角度大的α粒子，靠近原子核更近，r更小，受到的库仑力更大，C正确； D．核力是短程力，只有在核子间距离很小时才会发生作用，α粒子散射过程中不会受核力的影响，D错误。 故选C。 9．近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（　　） A．图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚 B．图2描述的是卢瑟福的α粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型，成功的解释了氢原子光谱的分立特点 C．图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性 D．图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性 【答案】D 【详解】A．从图1中可以看到，从上向下干涉条纹越来越密，所以肥皂膜从上向下不但变厚，而且是变厚的越来越快，如果均匀变厚，则干涉条纹使等间距的。故A错误； B．卢瑟福根据α粒子的散射实验，提出了原子的核式结构模型，但不能解释氢原子光谱的分立特点。故B错误； C．高速电子束经过铝箔的是衍射图样，从而证明了电子的波动性。故C错误； D．X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性。故D正确。 故选D。 10．（多选）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的物质应充斥整个原子，而带负电的电子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的物质都集中在原子中心一个很小的范围内 【答案】ABC 【详解】AB．1897年汤姆生通过对阴极射线的研究，用测定粒子比荷的方法发现了电子，从而使人们认识到原子是可分的，故AB正确； 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，即为西瓜模型，故C正确； D．卢瑟福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，即为原子的核式结构，故D错误。 故选ABC。 11．（多选）下列叙述符合物理史实的是（　　） A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构 B．伽利略通过理论和实验相结合，首次推导出单摆周期公式 C．赫兹的电火花实验是证实麦克斯韦电磁波理论的关键性实验 D．布朗通过实验观察到水中悬浮微粒越小，微粒的无规则运动越明显 【答案】CD 【详解】A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子的核式结构，原子核有复杂的结构是通过天然放射现象发现的，故A错误； B．伽利略发现的是单摆的等时性，单摆周期公式是惠更斯首次推导出来的，故B错误； C．赫兹的电火花实验首次捕捉到了电磁波，是证实麦克斯韦电磁波理论的关键性实验，故C正确； D．布朗通过实验观察到水中悬浮微粒越小，微粒的无规则运动越明显，故D正确。 故选CD。 12．（多选）卢瑟福的粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（    ） A．绝大多数粒子能穿过金箔 B．极少数粒子发生了大角度偏转 C．该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础 D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心 【答案】ABD 【详解】AB．根据卢瑟福的粒子散射实验的现象可知，绝大多数粒子能穿过金箔，少数粒子方向发生了改变，极少数粒子发生了大角度偏转，选项AB正确； C．该实验否定了汤姆孙“枣糕模型”，为原子的核式结构理论奠定了基础，选项C错误； D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心，选项D正确。 故选ABD。 13．（多选）关于下列几幅图的说法正确的是（　　） A．图甲是卢瑟福通过分析该实验提出了原子的核式结构模型 B．图乙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 C．图丙是一种电感式微小位移传感器，铁芯2是敏感元件，线圈3是转换元件 D．图丁中状态①的温度比状态②的温度低 【答案】AC 【详解】A．图甲是粒子散射实验，卢瑟福通过分析该实验提出了原子的核式结构模型，故A正确； B．图乙采用双线绕法时，相邻导线中电流方向相反，电流的磁效应可相互抵消，从而减小线圈的感抗，故B错误； C．图丙是一种电感式微小位移传感器，软铁芯的移动导致线圈中产生感应电流，则软铁芯是敏感元件，线圈是转换元件，故C正确； D．图丁中状态①分子速率较大的区间占比较大，可知状态①的温度比状态②的温度高，故D错误。 故选AC。 14．（多选）JJ．汤姆孙于1898年提出一种原子模型，认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。如图所示，已知原子球体半径为R，球内一电子A到球心O的距离为r，静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零。按照JJ．汤姆孙的原子模型（    ） A．可解释原子成电中性 B．可解释粒子轰击金箔发现有少数粒子发生较大偏转 C．电子A受到球体内正电荷库仑力的方向沿着O指向A方向 D．电子A受到球体内正电荷库仑力的大小与OA的距离r成正比 【答案】AD 【详解】A．按照JJ．汤姆孙的原子模型，原子内部正负电荷一样多，原子成电中性，故A正确； B．按照JJ．汤姆孙的原子模型，则粒子轰击金箔将会有大多数粒子发生较大的偏转，故B错误； C．按照JJ．汤姆孙的原子模型，电子A受到球体内正电荷库仑力的合力沿着A指向O的方向，故C错误； D．由于静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零，且按照JJ．汤姆孙的原子模型，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，则原子为均匀的带电球体，则 其中 电子A受到球体内正电荷库仑力的大小为 联立，可得 即电子A受到球体内正电荷库仑力的大小与OA的距离r成正比，故D正确。 故选AD。 15．（1）密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，目前公认的电子电荷的值为e=______（保留两位有效数字）； （2）电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是______的整数倍； （3）电子的质量me=______kg（保留两位有效数字），质子质量与电子质量的比值为=______。 【答案】 1.6×10－19C 1.6×10－19C 9.1×10－31 1836 【详解】略 16．如图所示为汤姆孙的气体放电管。 (1)在金属板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)在金属板之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？ (3)能不能测定这种射线的比荷？ 【详解】（1）阴极射线在电场中向下偏转，说明射线带负电； （2）要使带负电的阴极射线向上偏转，根据左手定则可知，需加垂直纸面向外的磁场。 （3）可以将阴极射线放入电场或磁场，分析带电粒子的偏转位移或轨迹半径等，分析其性质，测定比荷。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.原子的核式结构模型 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 电子的发现 1 题型2 原子的核式结构模型 4 题型3 原子核的电荷与尺度 6 【能力培优练】 8 【重难题型讲解】 题型1 电子的发现 1、阴极射线：阴极发出的一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。 2、阴极射线管：用来观测气体放电的装置。原理图如下： 由阴极K发出的带电粒子通过缝隙A、B形成一束细细的射线。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。根据射线产生的荧光的位置（如P1，P2，P3，…），可以研究射线的径迹。 图中产生阴极射线的机理是：管中残存气体分子中的正负电荷在强电场的作用下被“拉开”（即气体分子被电离），正电荷（即正离子）在电场加速下撞击阴极，于是阴极释放更多粒子流，形成了阴极射线。 1897年，J.J.汤姆孙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。他进一步发现，用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都是相同的。这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。 3、电子的发现：汤姆孙的探究方法 （1）让阴极射线分别通过电场和磁场，根据现象，证明它是带电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。 （2）换用不同的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍。 ★特别提醒 求解带电粒子比荷的思路 （1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系式。 （2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图来确定圆心位置，利用几何知识求其半径。 （3）带电粒子通过相互垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE=qvB可求其速度。 （3）汤姆孙研究的新现象：如光电效应、热离子发射效应和β射线等。发现不论阴极射线、热离子流、光电流还是β射线，它们都包含电子。 （4）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，组成阴极射线的粒子被称为电子。 4、密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的；目前公认的电子电荷的值为e＝1.6×10－19C(保留两位有效数字)。 5、电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e的整数倍。 6、电子的质量：me＝9.1×10－31kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为＝1836。 7、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位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质。 （2）方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质。 (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。 7、电子发现的意义 (1)电子发现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。 (2)现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子是原子的组成部分。 (3)电子带负电，而原子是电中性的，说明原子是可再分的。 【探究归纳】电子的发现过程 （1）现象：科学家在研究稀薄气体时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就能发出一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。 （2）猜想：①阴极射线是一种电磁辐射；②阴极射线是带电微粒。 （3）英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转。 （4）密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量。 【典例1-1】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．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D．汤姆孙发现了电子，并精确测量了电子的电荷量 【典例1-2】（多选）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙：为电子束穿过铝箔后的衍射图样，它证实了电子具有粒子性 D．图丁：汤姆生研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流 跟踪训练1关于以下各图中所示的热学相关知识，描述正确的是（    ） A．图甲：阴极射线管的K极发射的射线是电磁波 B．图乙：康普顿效应说明光子具有波动性，光子不但具有能量，还有动量 C．图丙中，曲线1对应的分子平均动能比曲线2对应的分子平均动能小 D．图丁中，一定质量的理想气体完成A→B→C→A一个循环中其温度始终不变 跟踪训练2（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．电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转 跟踪训练3如图所示为汤姆孙做阴极射线实验时用到的气体放电管，在 K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D 间不加电压时，光屏上O点出现亮点，当C、D之间加如图所示电压时，光屏上P 点出现亮点。 （1）要使K 、A 之间有阴极射线射出，则 K 应接高压电源 ____（填“正极”或“负极”）；要使光屏上P 处的亮点再回到O点，可以在C、D 间加垂直纸面______（填“向里”或“向外”）的匀强磁场； （2）汤姆孙换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是______的（填“相同”或“不同”）。 题型2 原子的核式结构模型 1、α粒子散射实验 （1）汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。 （2）α粒子散射实验 ①实验装置：α粒子源、金箔、放大镜和荧光屏。 ②实验现象： a.绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。 b.少数α粒子发生了大角度的偏转。 c.极少数α粒子的偏转角大于90°，甚至有极个别α粒子被反弹回来。 ③实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。 2、卢瑟福的核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核。它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动。 3、原子的核式结构与原子的枣糕模型的比较 核式结构 枣糕模型 原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核 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 4、核式结构模型对粒子散射实验结果的解释 （1）当粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转。 （2）只有当粒子十分接近原子核时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少。 （3）如果粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到，这种机会极少，如图所示。 【探究归纳】卢瑟福通过α粒子散射实验提出，原子中心有很小且质量极大的原子核，核外电子绕核运动。 【典例2-1】物理学家卢瑟福和他的助手用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．大多数α粒子发生大角度偏转 B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞 C．α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围 D．通过α粒子散射实验还可以估计原子核直径的数量级是 【典例2-2】（多选）卢瑟福的粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　） A．该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础 B．极少数粒子发生了大角度偏转 C．卢瑟福通过该实验发现原子核内有质子 D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心 跟踪训练1α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 跟踪训练2（多选）物理实验助推物理学理论的发展。对以下实验的表述，说法正确的是（　　） A．图甲：密立根通过油滴实验测量了电子的电荷量，揭示了电荷的量子化 B．图乙：库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，并测量了静电力常量 C．图丙：卢瑟福根据粒子散射实验的现象提出了原子核式结构模型 D．图丁：汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子，揭示了原子具有内部结构 跟踪训练3原子的直径约为，氢原子核的直径约为，若把氢原子放大，使核的直径为，则电子离核的距离为多大？ 题型3 原子核的电荷与尺度 1、原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，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。 2、原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。 3、原子核的大小：用核半径描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15 m，而整个原子半径的数量级是10－10 m，两者相差十万倍之多；可见原子内部是十分“空旷”的。 4、原子的核式结构提出： （1）原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子序数。 （2）原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数。 （3）原子核的大小：原子的半径数量级为10-10m，原子核半径的数量级为10-15m，原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一，体积只相当于原子体积的10-15。 【探究归纳】原子核带正电，电荷量等于元电荷的整数倍，体积极小、密度大，集中原子绝大部分质量。 【典例3-1】一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【典例3-2】（多选）下列说法中正确的是（　　） A．做功和传热在改变热力学系统的内能上是等价的 B．扩散现象只能发生在液体或气体中，不能发生在固体中 C．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光 D．通过α粒子散射实验可以估测原子核半径的数量级为 跟踪训练1原子核由质子和中子组成，原子核的直径大小可能落在下列尺标图的哪个区间（　　） A．A B．B C．C D．D 跟踪训练2（多选）关于原子的核式结构学说，下述说法正确的是（　　） A．原子内部十分空旷，原子核体积很小 B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 C．原子核半径的数量级是10-15m D．原子半径的数量级约是10-15m 【能力培优练】 1．比荷（specificcharge）指带电粒子的电荷量与其质量的比值，单位为库仑每千克（C/kg）。对于微观粒子而言，它是描述其电磁性质的关键参数。以下粒子中，比荷最大的是（    ） A．质子 B．电子 C．中子 D．氦原子核 2．下列对原子的认识，正确的是（　　） A．原子由原子核和核外电子组成 B．原子核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量 C．原子核直径的数量级为10－10m D．中性原子核外电子带的负电荷之和小于原子核所带的正电荷 3．如图所示的粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转的原因是（　　） A．粒子与原子中的电子发生碰撞 B．正电荷在原子中均匀分布 C．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 D．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上 4．物理学发展过程中，许多科学家作出了卓越贡献。下列关于科学家成就的说法正确的是（　　） A．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷e的数值 B．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了中子 C．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 D．法拉第首先提出用电场线来描述电场 5．卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到荧光屏上就会产生光斑，为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（　　） A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203 C．2、10、655、1205 D．1232、1110、233、203 6．下列说法中，正确的是（　　） A．万有引力常量最早由牛顿测量得出 B．电子的电荷量最先是由密立根通过“油滴实验”精确测出 C．爱因斯坦最先发现了光电效应现象 D．J.J汤姆孙发现了电子，随后提出了经典的“核式结构” 7．我国科学家利用“中国散裂中子源”装置进行金属靶实验时，用高能质子束轰击金属钨靶，有少数质子发生大角度偏转，该现象能够说明（　　） A．质子发生大角度偏转是质子与原子中的电子碰撞造成的 B．原子中有带正电的原子核 C．原子核由质子和中子组成 D．质子受到钨原子核的库仑引力 8．α粒子散射实验中，两个相同能量的α粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的α粒子（　　） A．与电子发生碰撞 B．与原子核发生碰撞 C．受到较大库仑力作用 D．受到较大的核力作用 9．近代物理发展最为迅猛的一段历史应该是19世纪到20世纪，对于下列配图所对应的说法正确的是（　　） A．图1是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚 B．图2描述的是卢瑟福的α粒子的散射实验，他据此提出了原子的核式结构模型，成功的解释了氢原子光谱的分立特点 C．图3是戴维森和汤姆孙所做的高速电子束经过铝箔的干涉图样，从而证明了电子的波动性 D．图4是德国科学家劳厄观察到的X射线照射晶体的衍射图样，从而证实了X射线具有波动性 10．（多选）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的物质应充斥整个原子，而带负电的电子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的物质都集中在原子中心一个很小的范围内 11．（多选）下列叙述符合物理史实的是（　　） A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构 B．伽利略通过理论和实验相结合，首次推导出单摆周期公式 C．赫兹的电火花实验是证实麦克斯韦电磁波理论的关键性实验 D．布朗通过实验观察到水中悬浮微粒越小，微粒的无规则运动越明显 12．（多选）卢瑟福的粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（    ） A．绝大多数粒子能穿过金箔 B．极少数粒子发生了大角度偏转 C．该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础 D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心 13．（多选）关于下列几幅图的说法正确的是（　　） A．图甲是卢瑟福通过分析该实验提出了原子的核式结构模型 B．图乙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 C．图丙是一种电感式微小位移传感器，铁芯2是敏感元件，线圈3是转换元件 D．图丁中状态①的温度比状态②的温度低 14．（多选）JJ．汤姆孙于1898年提出一种原子模型，认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。如图所示，已知原子球体半径为R，球内一电子A到球心O的距离为r，静止的均匀带电球壳在其内部空腔中产生的电场强度处处为零。按照JJ．汤姆孙的原子模型（    ） A．可解释原子成电中性 B．可解释粒子轰击金箔发现有少数粒子发生较大偏转 C．电子A受到球体内正电荷库仑力的方向沿着O指向A方向 D．电子A受到球体内正电荷库仑力的大小与OA的距离r成正比 15．（1）密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，目前公认的电子电荷的值为e=______（保留两位有效数字）； （2）电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是______的整数倍； （3）电子的质量me=______kg（保留两位有效数字），质子质量与电子质量的比值为=______。 16．如图所示为汤姆孙的气体放电管。 (1)在金属板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)在金属板之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？ (3)能不能测定这种射线的比荷？ / 学科网（北京）股份有限公司 $