1 . 从分子、原子到电子，再从原子核到核子，人类对微观世界的认识构成了一部科学史诗。以下哪一项实验研究结果或科学事实，揭示了电子是构成各种物质的共有成分（ ）
A． 汤姆孙使用气体放电管对阴极射线进行的研究 |
B． 卢瑟福指导助手进行 粒子散射实验的研究 |
C． 对光电效应的研究 |
D． 玻尔理论对氢原子谱线系的解释和预言 |
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2024高三·全国·专题练习
2 . 下列关于原子和原子核的认识正确的是（ ）
| A．J.J.汤姆孙研究阴极射线时发现电子，说明原子具有复杂的结构 |
| B．卢瑟福的α粒子散射实验发现了质子 |
| C．原子核每发生一次β衰变，原子核内就失去一个电子 |
| D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，中等温度时，辐射强度最大 |
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3 . 三、阴极射线管
如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示。将阴极K和阳极A与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自K射出，并在AK间加速。从A处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知KA间加速电压为U1，CD间偏转电压为U2，CD板的长度为L，间距离为d，忽略粒子从阴极K发出时的初速度和重力的大小。
1．自K射出的带电粒子是___________ 。它是由物理学家___________ （选填：①卢瑟福，②汤姆孙，③玻尔，④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。
2．该粒子从阴极K发出后，向阳极A运动过程中，其电势能和动能变化情况是（ ）
3．若已知粒子离开阳极A时的速度
，为使粒子束不发生偏转，
（1）在载流线圈中通入的电流方向( )
A.a线圈中顺时针，b线圈中逆时针 B.a线圈中顺时针，b线圈中顺时针
C.a线圈中逆时针，b线圈中逆时针 D.a线圈中逆时针，b线圈中顺时针
（2）此时的磁感强度
___________ 。
4．（计算）若已知该粒子的比荷
大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设磁场和电场仅局限于CD板之间）。求
（1）粒子离开阳极A时的速度大小；
（2）粒子打到荧光屏P点时速度
大小；
（3）与方向的偏转角
的正切值
。
如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示。将阴极K和阳极A与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自K射出，并在AK间加速。从A处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知KA间加速电压为U1，CD间偏转电压为U2，CD板的长度为L，间距离为d，忽略粒子从阴极K发出时的初速度和重力的大小。
1．自K射出的带电粒子是
2．该粒子从阴极K发出后，向阳极A运动过程中，其电势能和动能变化情况是（ ）
| A．电势能增加，动能减小 | B．电势能增加，动能增加 |
| C．电势能减小，动能增加 | D．电势能减小，动能减小 |
，为使粒子束不发生偏转，（1）在载流线圈中通入的电流方向
A.a线圈中顺时针，b线圈中逆时针 B.a线圈中顺时针，b线圈中顺时针
C.a线圈中逆时针，b线圈中逆时针 D.a线圈中逆时针，b线圈中顺时针
（2）此时的磁感强度
4．（计算）若已知该粒子的比荷
大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设磁场和电场仅局限于CD板之间）。求（1）粒子离开阳极A时的速度
大小；（2）粒子打到荧光屏P点时速度
大小；（3）
与方向的偏转角的正切值。
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4 . 美国科学家密立根首次测定了元电荷的电荷量，为此获得了1923年的诺贝尔物理学奖。他设计的实验装置如图所示。实验中用一个喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入密度为
的带电油滴。容器中间距为d的金属A、B板分别连接电源的两极。通过目镜可观察带电油滴的运动状态。
（比例系数k已知）。
（1）比例系数k的单位是______ （用国际单位制的基本单位表示）
（2）油滴接下来运动的加速度( )
A．减小 B．不变 C．增大
（3）从目镜中观察到某油滴最终
匀速运动，该油滴的半径为______ 。
2．给A、B板加电压U，发现某个原来以匀速下落的油滴，先减速后悬停于两板中。
（1）该油滴的电性为______ ；
（2）加电压后该油滴的加速度( )
A．不变 B．增大 C．先增大再减小 D．减小
（3）（计算）该油滴的电荷量______ 。
3．（简答）根据前两小题的计算，试分析密立根是如何得到元电荷的电量的。
的带电油滴。容器中间距为d的金属A、B板分别连接电源的两极。通过目镜可观察带电油滴的运动状态。
（比例系数k已知）。（1）比例系数k的单位是
（2）油滴接下来运动的加速度
A．减小 B．不变 C．增大
（3）从目镜中观察到某油滴最终
匀速运动，该油滴的半径为2．给A、B板加电压U，发现某个原来以
匀速下落的油滴，先减速后悬停于两板中。（1）该油滴的电性为
（2）加电压后该油滴的加速度
A．不变 B．增大 C．先增大再减小 D．减小
（3）（计算）该油滴的电荷量
3．（简答）根据前两小题的计算，试分析密立根是如何得到元电荷的电量的。
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名校
5 . J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子后，还在β衰变、光电效应、热离子发射效应等现象中也都发现了电子。在下列现象中，电子来源于原子核的是（ ）
| A．β衰变 | B．光电效应 | C．阴极射线 | D．热离子发射 |
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6 . J·J·汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子后，还在β衰变、热离子发射效应（指物质受热之后一些电子摆脱原子的束缚飞向远处的现象）和光电效应等现象中也都发现了电子。在以上现象中，电子来源于原子核内部的是（ ）
| A．β衰变 | B．光电效应 | C．阴极射线 | D．热离子发射效应 |
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2024-04-24更新
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415次组卷
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5卷引用：2024届东北三省四市联考暨沈阳市高三下学期质量检测（二）物理试题
7 . 下列说法正确的是（ ）
| A．原子能级跃迁时一定向外辐射光子 |
| B．放射性元素的半衰期随温度升高而减小 |
| C．电子的发现使人们认识到原子是可以再分的 |
| D．组成原子核的核子越多，比结合能一定越大 |
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8 . 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（ ）
| A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒 |
| B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究发现了质子 |
| C．爱因斯坦第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱 |
| D．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 |
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9 . 电子的电荷量e与其质量m之比称为电子的比荷，测定电子的比荷是物理学发展史上的非常重要的事件，电子比荷的测定有多种方法。
（1）汤姆孙偏转法测电子的比荷
图是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P点处，形成了一个亮点；
②在M和N间加上大小为U的偏转电压后，亮点偏离到P1点；
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，电子在M、N间作匀速直线运动，亮点重新回到P点；
④撤去M和N间的偏转电压，只保留磁场，电子在M、N间作匀速圆周运动，亮点偏离到P2点。荧光屏可视为平面，测得P、P2的距离。
若已知平行板的间距为d，并已经求得电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径为r，请结合上述步骤求电子的比荷
。（不计电子所受的重力和电子间的相互作用）
（2）磁聚焦法测电子的比荷图2磁聚焦法测量电子比荷的装置示意图。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A。在A、K之间加一电压，对电子进行加速，电子由阳极小孔高速射出；在电容器C的两极板间加一不大 的交变电场，使不同时刻通过这里的电子发生不同程度的微小偏转，在电容器右侧和荧光屏之间加一水平方向的匀强磁场，进入磁场的电子会沿不同的螺旋线运动，每绕行一周后都会到达同一位置聚焦，适当调节磁感应强度的大小，可使电子流的焦点落在荧光屏S上。
已知加速电压的大小为U0，电容器右端到荧光屏的水平距离为l，匀强磁场的磁感应强度大小为B，假设电子在磁场中运动仅绕行一周就刚好打在荧光屏上，请根据以上条件及所学的知识求电子的比荷。（不计电子所受的重力和电子间的相互作用）
（3）如何说明金属导电靠的是电子？有人尝试用下述实验来证明这件事：让一块向前运动的金属长方体突然刹车，其中的载流子便会因惯性而聚集到前端使之带电，而在后端由于缺乏这种电荷而带相反电性的电，于是在导体前后两端之间形成电场，通过分析该情景下载流子的受力和运动就可以求解载流子的比荷
。若该比荷的数值与汤姆孙所研究的阴极射线（电子流）的比荷相同，就可以说明金属导电靠的是电子。
已知金属导体突然刹车的加速度大小为a，你认为这种实验方法能否测出电子的比荷？
如果能，请写出还需测量的物理量和对应的测量工具，并用需要测量的物理量表示金属内部载流子的比荷。
如果不能，你认为还有什么方法可以测量该金属导体内部载流子的比荷？
（1）汤姆孙偏转法测电子的比荷
图是汤姆孙用来测定电子比荷的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：
①真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P点处，形成了一个亮点；
②在M和N间加上大小为U的偏转电压后，亮点偏离到P1点；
③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，电子在M、N间作匀速直线运动，亮点重新回到P点；
④撤去M和N间的偏转电压，只保留磁场，电子在M、N间作匀速圆周运动，亮点偏离到P2点。荧光屏可视为平面，测得P、P2的距离。
若已知平行板的间距为d，并已经求得电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径为r，请结合上述步骤求电子的比荷
。（不计电子所受的重力和电子间的相互作用）（2）磁聚焦法测电子的比荷图2磁聚焦法测量电子比荷的装置示意图。在抽成真空的玻璃管中装有热阴极K和有小孔的阳极A。在A、K之间加一电压，对电子进行加速，电子由阳极小孔高速射出；在电容器C的两极板间加一
已知加速电压的大小为U0，电容器右端到荧光屏的水平距离为l，匀强磁场的磁感应强度大小为B，假设电子在磁场中运动仅绕行一周就刚好打在荧光屏上，请根据以上条件及所学的知识求电子的比荷
。（不计电子所受的重力和电子间的相互作用）（3）如何说明金属导电靠的是电子？有人尝试用下述实验来证明这件事：让一块向前运动的金属长方体突然刹车，其中的载流子便会因惯性而聚集到前端使之带电，而在后端由于缺乏这种电荷而带相反电性的电，于是在导体前后两端之间形成电场，通过分析该情景下载流子的受力和运动就可以求解载流子的比荷
。若该比荷的数值与汤姆孙所研究的阴极射线（电子流）的比荷相同，就可以说明金属导电靠的是电子。已知金属导体突然刹车的加速度大小为a，你认为这种实验方法能否测出电子的比荷
？如果能，请写出还需测量的物理量和对应的测量工具，并用需要测量的物理量表示金属内部载流子的比荷
。如果不能，你认为还有什么方法可以测量该金属导体内部载流子的比荷？
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名校
10 . 在物理学的发展过程中，许多物理学家的辛勤研究推动了人类文明的进步。下列说法中正确的是（ ）
| A．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 |
| B．卡文迪什测出了万有引力常量，被称为“称量地球质量的第一人” |
| C．库仑通过扭秤装置测得了最小的电荷量 |
| D．电磁感应定律是由奥斯特总结提出的 |
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