第2章原子結(jié)構(gòu)第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫模型(時(shí)間：60分鐘)考查知識(shí)點(diǎn)及角度難度及題號(hào)基礎(chǔ)中檔稍難陰極射線及氣體導(dǎo)電1、2、3、4、56、7帶電粒子比荷的測(cè)定8、9、101112綜合提升1314知識(shí)點(diǎn)一陰極射線及氣體導(dǎo)電1．關(guān)于陰極射線，下列說(shuō)法正確的是 ()．A．陰極射線帶負(fù)電B．陰級(jí)射線帶正電C．陰級(jí)射線的比荷比氫原子的比荷大D．陰極射線的比荷比氫原子的比荷小解析由陰極射線在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向可判斷其帶負(fù)電，A對(duì)；湯姆孫用實(shí)驗(yàn)測(cè)定，陰極射線的比荷是氫原子比荷的近兩千倍，C對(duì)．答案AC2．關(guān)于空氣導(dǎo)電性能，下列說(shuō)法正確的是 ()．A．空氣導(dǎo)電，因?yàn)榭諝夥肿又杏械膸д姾?，有的帶?fù)電荷，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．空氣能夠?qū)щ姡且驗(yàn)榭諝夥肿釉谏渚€或強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離的結(jié)果C．空氣密度越大，導(dǎo)電性能越好D．空氣密度變得稀薄，容易發(fā)出輝光解析空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常情況下，氣體分子不帶電(顯中性)，是較好的絕緣體．但在射線、受熱及強(qiáng)電場(chǎng)作用下，空氣分子被電離，才具有導(dǎo)電性能，且空氣密度較大時(shí)，電離的自由電荷很容易與其他空氣分子碰撞，正、負(fù)電荷重新復(fù)合，難以形成穩(wěn)定的放電電流，而電離后的自由電荷在稀薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好，綜上所述，正確答案B、D.答案BD3．下列現(xiàn)象中與陰極射線所含粒子相同的是 ()．A．光電效應(yīng)中射出的粒子B．β射線包含的粒子C．熱離子發(fā)射效應(yīng)中的粒子D．熱輻射包含的粒子解析光電效應(yīng)中射出的粒子，β射線包含的粒子，熱離子發(fā)射效應(yīng)中的粒子，和陰極射線中所含粒子一樣，都是電子．但熱輻射中輻射出的是光子．答案ABC4．湯姆孫對(duì)陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”，下列關(guān)于電子的說(shuō)法正確的是 ()．A．任何物質(zhì)中均有電子B．不同的物質(zhì)中具有不同的電子C．電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D．電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元解析湯姆孫對(duì)不同材料的陰極發(fā)出的射線進(jìn)行研究，均為同一種粒子——即電子，電子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，它的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子質(zhì)量；由此可知A、D正確，B、C錯(cuò)誤．答案AD5．觀察陰極射線的陰極射線管中的高電壓的作用 ()．A．使管內(nèi)氣體電離B．使管內(nèi)產(chǎn)生陰極射線C．使管內(nèi)障礙物的電勢(shì)升高D．使電子加速解析在陰極射線管中，陰極射線是由陰極處于熾熱狀態(tài)而發(fā)射出的電子流，通過(guò)高電壓對(duì)電子加速獲得能量，與玻璃發(fā)生撞擊而產(chǎn)生熒光．故D正確．答案D6．某大功率用電器在開(kāi)關(guān)切斷瞬間，開(kāi)關(guān)處有電火花，其正確解釋是()．A．因?yàn)榭諝馐橇紝?dǎo)體，電火花是空氣放電形成的B．開(kāi)關(guān)兩端產(chǎn)生的高電壓，使空氣電離放電C．為避免產(chǎn)生電火花，可把開(kāi)關(guān)浸在絕緣油中D．以上說(shuō)法均不對(duì)解析由于通常狀態(tài)下空氣是絕緣體，A錯(cuò)；空氣在強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離形成導(dǎo)體而導(dǎo)電，故B對(duì)、C對(duì)．答案BC圖2－1－107．如圖2－1－10所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，則陰極射線將()．圖2－1－10A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B．向紙外偏轉(zhuǎn)C．向下偏轉(zhuǎn)D．向上偏轉(zhuǎn)解析由題目條件不難判斷陰級(jí)射線所在處磁場(chǎng)垂直紙面向外，電子從負(fù)極端射出，由左手定則，可判定陰極射線(電子)向上偏轉(zhuǎn)．答案D知識(shí)點(diǎn)二帶電粒子的比荷的測(cè)定8．(·上海市金山區(qū)期末考試)1913年美國(guó)科學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)()．A．發(fā)現(xiàn)了中子B．發(fā)現(xiàn)了電子C．測(cè)出了中子的質(zhì)量D．測(cè)出了電子的電荷量解析密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了電子的電荷量．答案D9．湯姆孫通過(guò)測(cè)定組成陰極射線的粒子的比荷發(fā)現(xiàn)了電子，從而說(shuō)明原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了電子的________，而且揭示出了帶電物體所帶的電荷是________．答案電荷量量子化的圖2－1－1110．(·天津市大港一中高三月考)密立根油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性．如圖2－1－11所示是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，設(shè)小油滴的質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩極板間的電勢(shì)差U，當(dāng)小油滴懸浮不動(dòng)時(shí)，測(cè)出兩極板間的距離為d.則可求出小油滴的電荷量q＝________．圖2－1－11解析由平衡條件得mg＝qeq\f(U,d)，解得q＝eq\f(mgd,U).答案eq\f(mgd,U)圖2－1－1211．如圖2－1－12所示為測(cè)量某種離子的比荷的裝置．讓中性氣體分子進(jìn)入電離室A，在那里被電離成離子．這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S1進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速．然后讓離子從縫S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上的P點(diǎn)．已知加速電壓為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，縫S2與P之間的距離為a，離子從縫S1進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度不計(jì)，求該離子的比荷eq\f(q,m).圖2－1－12解析離子在電場(chǎng)中qU＝eq\f(1,2)mv2 ①離子在磁場(chǎng)中Bqv＝meq\f(v2,R) ②2R＝a ③解①②③得eq\f(q,m)＝eq\f(8U,B2a2).答案eq\f(8U,B2a2)12．1897年，物理學(xué)家湯姆孫正式測(cè)定了電子的比荷，打破了原子是不可再分的最小單位的觀點(diǎn)．因此，湯姆孫的實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一．在實(shí)驗(yàn)中湯姆孫采用了如圖2－1－13所示的陰極射線管，從電子槍C出來(lái)的電子經(jīng)過(guò)A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的D、E平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、E間加上方向向下，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電子將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、E電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫)熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問(wèn)題．圖2－1－13(1)說(shuō)明圖中磁場(chǎng)沿什么方向．(2)根據(jù)L、E、B和θ，求出電子的比荷．解析(1)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．(2)當(dāng)電子在D、E間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有：eE＝Bev.當(dāng)電子在D、E間的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)有Bev＝eq\f(mv2,r)，同時(shí)又有：L＝r·sinθ，可得：eq\f(e,m)＝eq\f(Esinθ,B2L).答案(1)垂直紙面向里(2)eq\f(Esinθ,B2L)圖2－1－1413．如圖2－1－14所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過(guò)電場(chǎng)()．圖2－1－14A．增大電場(chǎng)強(qiáng)度E，減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BB．減小加速電壓U，增大電場(chǎng)強(qiáng)度EC．適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣D．適當(dāng)?shù)販p小電場(chǎng)強(qiáng)度E解析正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域中，受到的電場(chǎng)力F＝qE，方向向上，受到的洛倫茲力f＝qvB，方向向下，離子向上偏，說(shuō)明了電場(chǎng)力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運(yùn)動(dòng)，即qE＝qvB，則應(yīng)使洛倫茲力增大或電場(chǎng)力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，減小電場(chǎng)力的途徑是減小場(chǎng)強(qiáng)E.選項(xiàng)C、D正確．答案CD14．一個(gè)半徑為1.64×10－4cm的帶負(fù)電的油滴，在電場(chǎng)強(qiáng)度等于1.92×105V/m的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如果油滴受到的電場(chǎng)力恰好與重力平衡，問(wèn)：這個(gè)油滴帶有幾個(gè)電子的電荷？(已知油的密度為0.851×103kg解析油滴體積V＝eq\f(4,3)πr3＝eq\f(4,3)×3.14×(1.64×10－4×10－2)3m3＝1.