资源简介

第1、2节　电子的发现与汤姆孙原子模型　原子的核式结构模型
1.（多选）汤姆孙通过对阴极射线的研究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，则下列关于电子的说法正确的是（　　）
A.任何物质中均有电子
B.不同的物质中具有不同的电子
C.电子质量是质子质量的1 836倍
D.电子是一种粒子，是构成物质的基本单元
2.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出（　　）
A.原子的核式结构模型
B.原子核内有中子存在
C.电子是原子的组成部分
D.原子核是由质子和中子组成的
3.向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通过如图所示的电流，电子的偏转方向为（　　）
A.向上　　B.向下　　C.向左　　D.向右
4.如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的装置示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况，下列说法正确的是（　　）
A.在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B.在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子核后产生反弹
5.（多选）如图所示，画出了α粒子散射实验中的一些曲线，这些曲线中可能是α粒子的径迹的是（　　）
A.a　　　　B.b　　　　C.c　　　　D.d
6.在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是（　　）
A.动能最大
B.势能最小
C.势能最大
D.α粒子与金原子核组成的系统能量最小
7.α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹如图所示，M、N、P、Q是轨迹上的四个点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是（　　）
A.M点 B.N点
C.P点 D.Q点
8.（多选）如图所示，一只阴极射线管，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，发现射线径迹向下偏转，则（　　）
A.导线中的电流由A流向B
B.若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变AB中的电流方向来实现
C.电子束的径迹与AB中的电流方向无关
D.若将直导线AB放在管的正上方，电流方向不变，则电子束的径迹将向上偏
9.（多选）如图所示是阴极射线显像管及其偏转圈的示意图，显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光。安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转，下列说法正确的是（　　）
A.如果偏转线圈没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点
B.如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的磁感应强度的方向应该垂直于纸面向里
C.如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的磁感应强度的方向应该垂直于纸面向里
D.如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场的磁感应强度应该先由小到大，再由大到小
10.已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，若氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m，求电子绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流。
11.19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点。一种观点认为阴极射线是电磁辐射，另一种观点认为阴极射线是带电粒子。1897年，汤姆孙判断出该射线的电性，并求出了这种粒子的比荷，为确定阴极射线的本质做出了重要贡献。假设你是当年“阴极射线是带电粒子”观点的支持者，请回答下列问题：
（1）如图所示的真空玻璃管内，阴极K发出的粒子经加速后形成一细束射线，以平行于金属板C、D的速度进入该区域，射在屏上O点。如何判断射线粒子的电性？
（2）已知C、D间的距离为d，在C、D间施加电压U，使极板D的电势高于极板C的电势，同时施加一个磁感应强度为B的匀强磁场，可以保持射线依然射到O点。求该匀强磁场的方向和此时阴极射线的速度v。
（3）撤去磁场，射线射在屏上P点。已知极板的长度为l1，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为l2，磁感应强度为B，P到O的距离为y。试求该粒子的比荷。
第1、2节　电子的发现与汤姆孙原子模型　原子的核式结构模型
1.AD　汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现均为同一种相同的粒子即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子的质量，由此可知A、D正确，B、C错误。
2.A　卢瑟福的α粒子散射实验中，用α粒子轰击金箔，发现α粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°。而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释α粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使α粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使α粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转。所以1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。故A正确。
3.A　根据安培定则，通以图示方向的电流时，环形偏转线圈右侧为N极、左侧为S极，在偏转线圈产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确。
4.C　α粒子散射实验中：绝大多数α粒子沿原方向前进，极少数α粒子有大角度偏转，所以A处观察到的闪光多，B处仍能观察到极少数的闪光，故A、B错误；卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，所以C正确；α粒子发生散射的主要原因是受到金原子核库仑斥力的作用，D错误。
5.BD　α粒子与金原子核均带正电，相互排斥，故不可能沿曲线c运动；a曲线弯曲程度很大，说明受到的库仑力很大，但该曲线离核较远，故a曲线不可能存在，而b曲线可能存在；d曲线是α粒子正对金原子核运动时的径迹。故B、D正确，A、C错误。
6.C　α粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故α粒子动能减小，电势能增加。系统的能量守恒。故C正确。
7.C　α粒子（氦原子核）和重金属原子核都带正电，距离较近时互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同，带电粒子的加速度方向沿相应点与重金属原子核所处位置的连线且指向曲线的凹侧，故只有选项C正确。
8.BD　阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，导线AB中的电流由B流向A，且改变AB中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏。若电流方向不变，将导线AB放在管的上方，由左手定则可以判断，电子束的轨迹将向上偏。故B、D均正确。
9.AC　如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线沿直线运动，打在O点，故A正确；由阴极射线的电性及左手定则可知，故B错误，C正确；由R＝可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误。
10.2.19×106 m/s　2.18×10－18 J　1.52×10－16 s
1.05×10－3 A
解析：由卢瑟福的原子模型可知，电子绕核做圆周运动所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供。根据k＝，得v＝e ＝1.6×10－19×
m/s≈2.19×106 m/s；
动能Ek＝mv2＝×9.1×10－31×（2.19×106）2 J
≈2.18×10－18 J；
运动周期T＝＝s≈1.52×10－16 s；
电子绕核运动形成的等效电流
I＝＝＝A≈1.05×10－3 A。
11.（1）根据带电粒子从电场的负极向正极加速的特点判断　（2）垂直于纸面向外，v＝　（3）
解析：（1）根据带电粒子从电场的负极向正极加速的特点，所形成的电场方向由正极指向负极，即可判断射线粒子带负电。
（2）极板D的电势高于极板C，形成的电场竖直向上，电子受向下的电场力当带电粒子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，带电粒子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，由左手定则可知，磁场方向应垂直于纸面向外，设带电粒子的速度为v，带电荷量为q，则
qvB＝qE，其中E＝
所以v＝。
（3）通过长度为l1的极板区域所需的时间t1＝，当两极板之间加上电压时，设两极板间的场强为E，作用于带电粒子的静电力的大小为qE，则
E＝
a＝
因带电粒子在垂直于极板方向的初速度为0，因而在时间t1内垂直于极板方向的位移y1＝a
带电粒子离开极板区域时，沿垂直于极板方向的末速度
vy＝at1
设带电粒子离开极板区域后，带电粒子到达荧光屏上P点所需时间为t2，则t2＝
在t2时间内，带电粒子做匀速直线运动，在垂直于极板方向的位移y2＝vyt2
P点离O点的距离即电子在垂直于极板方向的总位移y＝y1＋y2
由以上各式得带电粒子的比荷为＝
加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，表示在带电粒子通过平行板电容器的过程中带电粒子所受电场力与磁场力相等，即qE＝qvB
联立解得＝。
3 / 3第1、2节　电子的发现与汤姆孙原子模型　原子的核式结构模型
核心素养目标 1.了解物质结构早期探究的基本历程。 2.知道汤姆孙研究阴极射线的实验及理论推导，知道阴极射线由电子组成，电子是原子的组成部分。 3.领会电子的发现对原子结构研究的意义。 4.了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象。 5.理解汤姆孙原子结构模型和卢瑟福原子核式结构模型的内容，并知道它们的区别
知识点一　物质结构的早期探究　电子的发现
1.物质结构的早期探究
（1）古人对物质的认识
①我国古代的“　　　　”认为万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的。
②古希腊的　　　　　　认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。
③古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的　　　　，认为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，叫作“原子”。
（2）大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构。
①1661年，　　　　以化学实验为基础建立了科学的元素论。
②19世纪初，　　　　提出了原子论，认为原子是元素的最小单位。
③1811年，意大利化学家　　　　　　提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。
2.电子的发现
（1）阴极射线：科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为　　　　。
（2）汤姆孙的研究
①实验中通过使阴极射线粒子受到的　　　和　　　平衡等方法，确定了阴极射线粒子的本质是带　　　　的粒子流，并确定了其　　　，测量出了这些粒子的比荷＝　　　　　　。
②汤姆孙把不同的气体充入管内，用不同的金属分别制成阴极，实验测出的比荷　　　　，说明这种带电粒子是组成各种物质的　　　　。
③不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，电荷量大小与氢离子相同，而质量比氢离子小得多，汤姆孙把这种带电粒子称为　　　　。
知识点二　汤姆孙原子模型
　汤姆孙认为，原子带　　　　的部分应充斥整个原子，很小很轻的　　　　镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的　　　　　　模型。
知识点三　α粒子散射实验
装置
现象 　　　　α粒子不改变方向
　　　　α粒子发生较大的偏转
　　　　α粒子偏转角超过90°，有的甚至被原路弹回
知识点四　卢瑟福原子模型
1.原子核式结构模型
卢瑟福认为，原子内部有一个很小的核，称为　　　 　，原子的　　　　　　及几乎全部质
量都集中在　　　　内；　　　　在原子核外面运动。卢瑟福原子模型有些像太阳系，因此原子核式结构模型又被称为　　　　。
2.原子的大小
（1）原子核直径的数量级为　　　　。
（2）原子直径的数量级为　　　　。
【情景思辨】
　（1）α粒子散射实验主要器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜。（　　）
（2）α粒子大角度的偏转是电子造成的。（　　）
（3）金属箔的厚度对实验无影响。（　　）
（4）α粒子之所以发生大角度偏转，是因为受到了金原子核的强大斥力作用。（　　）
（5）卢瑟福否认了汤姆孙原子模型，建立了原子核式结构模型。（　　）
（6）原子的质量几乎全部集中在原子核上。（　　）
要点一　阴极射线与电子的发现
1.阴极射线
（1）气体的电离和导电：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电。
（2）辉光放电现象：在研究气体放电时一般都用稀薄气体，稀薄气体导电时玻璃管中可以看到辉光放电现象，这是由于玻璃受到阴极射线的撞击而引发荧光。
2.阴极射线电性的判断
阴极射线的本质是电子，通过在电场或磁场中的运动可判断电性。
（1）在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质。
（2）在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质。
3.电子比荷的测定
（1）汤姆孙研究阴极射线的实验装置，如图所示。
（2）电子比荷的测定
①让粒子通过正交的电磁场如图甲所示，并做直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电（qvB＝qE）得到粒子的运动速度v＝。
②在其他条件不变的情况下，撤去电场如图乙所示，保留磁场让粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径R。
③由以上两式确定粒子的比荷表达式：＝，最后经定量计算汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子。
说明：在其他条件不变时，撤去磁场，保留电场，让电子在电场中运动，则由电子的偏转位移y＝at2＝·。测出偏转位移y和L，也可求得。
【典例1】　如图所示为测定阴极射线粒子比荷的装置，从阴极K发出的阴极射线通过一对平行金属板D1、D2间的匀强电场，发生偏转。
（1）在D1、D2间加电场后射线偏到P2，则由电场方向知，该射线带什么电？
（2）再在D1、D2间加一磁场（图中未画出），电场与磁场垂直，让射线恰好不偏转。设电场强度为E，磁感应强度为B，则电子的速度多大？
（3）撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出轨道半径为R，则粒子的荷质比是多大？
尝试解答
1.英国物理学家汤姆孙通过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.汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的电荷量
2.（多选）如图所示的是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法正确的是（不考虑电子重力）（　　）
A.若D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1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
要点二　对α粒子散射实验的理解
1.实验装置：α粒子源、金箔、荧光屏等
2.实验现象及解释
（1）绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。大多数α粒子离金原子核较远。
（2）少数α粒子发生较大的偏转。发生较大偏转的α粒子是由于离金原子核较近，库仑斥力较大。
（3）极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°。正对或基本正对着金原子核入射的α粒子在库仑斥力作用下，先减速至较小速度然后加速远离金原子核。
3.实验的注意事项
（1）整个实验过程在真空中进行。
（2）金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过。
（3）使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄。另外金的原子序数大，α粒子与金原子核间的库仑斥力大，偏转明显。
4.α粒子散射过程中受力及能量转化
（1）α粒子的受力情况
①在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力；α粒子与原子核之间的万有引力远小于二者之间的库仑斥力，因而可以忽略不计。
②α粒子离原子核越近，库仑力越大，加速度越大；反之，则越小。
（2）库仑力对α粒子做功情况
①当α粒子靠近原子核时，库仑力做负功，电势能增加。
②当α粒子远离原子核时，库仑力做正功，电势能减小。
③因为只有库仑力做功，α粒子的能量只在电势能和动能之间相互转化，而总能量保持不变。
【典例2】　如图所示，根据α粒子散射实验， 卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A.动能先增大，后减小 B.电势能先减小，后增大
C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D.加速度先变小，后变大
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
规律方法
α粒子散射实验中常用的规律
（1）库仑定律F＝k：用来分析α粒子和原子核间的相互作用力。
（2）牛顿第二定律：该实验中α粒子只受库仑力，可根据库仑力的变化分析加速度的变化。
（3）功能关系：根据库仑力做功可分析电势能的变化，也可分析动能的变化。
1.卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（　　）
2.关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的有（　　）
A.绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使α粒子受力平衡
B.绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子内带正电的物质是均匀的
C.极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D.极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大
要点三　两种原子结构模型
　汤姆孙原子结构模型与卢瑟福核式结构模型的对比分析
汤姆孙的葡萄干面包模型 卢瑟福的原子核式结构模型
分布情况 正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中 正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内
受力情况 α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零 少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小
偏转情况 不会发生大角度偏转，更不会被弹回 绝大多数α粒子运动方向不变，少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回
分析结论 不符合α粒子散射现象 符合α粒子散射现象
【典例3】　（多选）下列说法正确的有（　　）
A.汤姆孙首先发现了电子，证明了原子不是不可再分的，由此提出了原子的葡萄干面包模型
B.卢瑟福根据α粒子散射现象，否定了汤姆孙的原子模型并提出了原子的核式结构模型
C.在α粒子散射实验中，α粒子在接近原子核的过程中动能减小，电势能增大，在离开原子核的过程中，动能增大，电势能减小
D.α粒子散射实验的目的是：探测原子内正负电荷的分布情况
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.关于汤姆孙原子模型的说法正确的是（　　）
A.汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的
B.汤姆孙认为原子是实心的
C.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心
D.汤姆孙通过实验发现了质子
2.关于原子核式结构模型，下列说法正确的是（　　）
A.原子中原子核很小，核外很“空旷”
B.原子核的半径的数量级是10－10 m
C.原子的全部电荷都集中在原子核里
D.原子的全部质量都集中在原子核里
3.卢瑟福在用α粒子轰击金箔时，可以证明原子的核式结构的证据是（　　）
A.几乎所有的α粒子运动方向没有发生明显变化
B.α粒子在穿过金箔时做匀速直线运动
C.少数α粒子发生了大角度偏转
D.α粒子与电子碰撞时动能有较大的损失
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.如图所示的为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置，则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是（　　）
A.1 305、25、7、1 B.202、405、625、825
C.1 202、1 010、723、203 D.1 202、1 305、723、203
3.关于α粒子散射实验及核式结构模型，下列说法正确的是（　　）
A.从α粒子源一直到荧光屏全处于真空环境中
B.绝大多数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转
C.α粒子接近金原子核时，受到很强的吸引力才可能发生大角度偏转
D.α粒子散射实验否定了核式结构模型
4.如图所示的是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，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
5.如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的平行板电容器中，出电场时打在屏上P点，经测量O'P距离为Y0，求电子的比荷。
第1、2节　电子的发现与汤姆孙原子模型　原子的核式结构模型
【基础知识·准落实】
知识点一
1.（1）①五行说　②亚里士多德　③原子论　（2）①玻意耳　②道尔顿　③阿伏伽德罗
2.（1）阴极射线　（2）①静电力　洛伦兹力　负电　速度　　②大体相同　共同成分　③电子
知识点二
正电　电子　葡萄干面包
知识点三
绝大多数　少数　极少数　
知识点四
1.原子核　全部正电荷　原子核　电子　行星模型
2.（1）10－15 m　（2）10－10 m
情景思辨
（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【典例1】　（1）负电　（2）　（3）
解析：（1）射线向下偏转，说明受到的电场力方向向下，而电场强度方向向上，故射线带负电。
（2）粒子受两个力作用：电场力和洛伦兹力，两个力平衡，即有qE＝qvB，得v＝。
（3）根据洛伦兹力充当向心力，有qvB＝m，得出＝。
又v＝，则＝，测出E、B、R即可求荷质比。
素养训练
1.A　阴极射线在电场中偏向正极板一侧，因此阴极射线应该带负电荷，A正确；阴极射线在磁场中受力情况跟负电荷受力情况相同，B错误；不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，C错误；汤姆孙并没有直接测出阴极射线粒子的电荷量，D错误。
2.AC　若D1、D2之间不加电场和磁场，由于惯性，阴极射线应打到最右端的P1点，选项A正确；阴极射线是电子流，带负电，若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，电子受到的电场力向上，故阴极射线应向上偏转，选项B错误，C正确；若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向下，故向下偏转，选项D错误。
要点二
知识精研
【典例2】　C　α粒子从a到b电场力做负功，速度减小，动能减小，电势能增大。从b到c电场力做正功，α粒子的速度增大，动能增大，电势能减小，α粒子从a到b再运动到c的过程，加速度应先变大，后变小。故C正确。
素养训练
1.D　卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，即α粒子散射实验，实验结果显示：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子的偏转角超过90°，有的几乎达到180°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。所以能正确反映该实验结果的是选项D。
2.C　α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，并不是正电荷均匀分布在原子内，故A、B错误；极少数α粒子发生大角度偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量；α粒子发生大角度偏转，是由于原子核对α粒子的排斥力很大，C正确，D错误。
要点三
知识精研
【典例3】　ABC　根据原子结构的探索过程及实验现象的分析可知A、B正确，D错误。α粒子带正电，靠近原子核的过程中库仑力做负功，离开原子核的过程中库仑力做正功，故C正确。
素养训练
1.B　汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来的，不是以严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球体，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，所以B正确，C错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误。
2.A　卢瑟福的原子结构模型的内容为：在原子中心有一个很小的核，叫原子核。它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动，故C、D错误；又因为原子核直径的数量级为10－15 m，原子直径的数量级为10－10 m，两者相差十万倍之多，因此原子内部是十分“空旷”的，故A正确，B错误。
3.C　仅凭这两点无法证明α粒子与金原子发生了什么，故A、B错误；影响α粒子运动的主要是原子核，仅有少数α粒子发生了大角度偏转则说明原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有了全部质量，证明了原子的核式结构，故C正确；当α粒子穿过原子时，电子对α粒子的影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，故D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C　汤姆孙经过大量的实验，证明阴极射线是带电的粒子流，并称组成粒子流的粒子为电子，故C正确。
2.A　由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置此时闪烁次数最多，少数粒子发生了偏转，极少数粒子发生了大角度偏转。符合该规律的数据只有A选项，A正确。
3.A　从α粒子源一直到荧光屏全处于真空环境中，选项A正确；绝大多数α粒子穿过金箔后不改变方向，只有极少数的粒子发生大角度偏转，选项B错误；α粒子接近金原子核时，受到很强的排斥力才可能发生大角度偏转，选项C错误；通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，选项D错误。
4.B　由于电子沿x轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方向应沿z轴正方向，由此可知B正确。
5.
解析：由于电子在电场中做类平抛运动，沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，满足
Y0＝at2＝＝
则＝。
7 / 7(共79张PPT)
第1、2节　电子的发现与汤姆孙原子模型　
原子的核式结构模型
核
心
素
养
目
标 1.了解物质结构早期探究的基本历程。
2.知道汤姆孙研究阴极射线的实验及理论推导，知道阴极射线由电子组成，电子是原子的组成部分。
3.领会电子的发现对原子结构研究的意义。
4.了解α粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象。
5.理解汤姆孙原子结构模型和卢瑟福原子核式结构模型的内容，并知道它们的区别
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　物质结构的早期探究　电子的发现
1. 物质结构的早期探究
（1）古人对物质的认识
①我国古代的“ ”认为万物是由金、木、水、
火、土五种基本“元素”组成的。
②古希腊的 认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。
五行说　
亚里士多德　
③古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的 ，
认为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，叫作“原子”。
原子论　
（2）大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构。
①1661年， 以化学实验为基础建立了科学的元
素论。
②19世纪初， 提出了原子论，认为原子是元素的
最小单位。
③1811年，意大利化学家 提出了分子假说，
指出分子可以由多个相同的原子组成。
玻意耳　
道尔顿　
阿伏伽德罗　
2. 电子的发现
（1）阴极射线：科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内
的气体足够稀薄时，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻
璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为 。
（2）汤姆孙的研究
①实验中通过使阴极射线粒子受到的 和
平衡等方法，确定了阴极射线粒子的本质是带
的粒子流，并确定了其 ，测量出了这些粒子的比荷
＝ 　　。
阴极射线　
静电力　
洛伦兹
力　
负电　
速度　
　
②汤姆孙把不同的气体充入管内，用不同的金属分别制成阴
极，实验测出的比荷 ，说明这种带电粒子是组
成各种物质的 。
③不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的
成分，电荷量大小与氢离子相同，而质量比氢离子小得多，
汤姆孙把这种带电粒子称为 。
大体相同　
共同成分　
电子　
知识点二　汤姆孙原子模型
　汤姆孙认为，原子带 的部分应充斥整个原子，很小很轻
的 镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那
样，这就是原子的 模型。
正电　
电子　
葡萄干面包　
知识点三　α粒子散射实验
装置
现象 α粒子不改变方向
α粒子发生较大的偏转
α粒子偏转角超过90°，有的甚至被原路弹回
绝大多数　
少数　
极少数　
知识点四　卢瑟福原子模型
1. 原子核式结构模型
卢瑟福认为，原子内部有一个很小的核，称为 ，原子
的 及几乎全部质量都集中在 内；
在原子核外面运动。卢瑟福原子模型有些像太阳系，因此原子
核式结构模型又被称为 。
2. 原子的大小
（1）原子核直径的数量级为 。
（2）原子直径的数量级为 。
原子核　
全部正电荷　
原子核　
电
子　
行星模型　
10－15 m　
10－10 m　
【情景思辨】
（1）α粒子散射实验主要器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜。 （　√　）
（2）α粒子大角度的偏转是电子造成的。 （　×　）
（3）金属箔的厚度对实验无影响。 （　×　）
（4）α粒子之所以发生大角度偏转，是因为受到了金原子核的强大斥
力作用。 （　√　）
（5）卢瑟福否认了汤姆孙原子模型，建立了原子核式结构模型。
（　√　）
（6）原子的质量几乎全部集中在原子核上。 （　√　）
√
×
×
√
√
√
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　阴极射线与电子的发现
1. 阴极射线
（1）气体的电离和导电：通常情况下，气体是不导电的，但在强
电场中，气体能够被电离而导电。
（2）辉光放电现象：在研究气体放电时一般都用稀薄气体，稀薄
气体导电时玻璃管中可以看到辉光放电现象，这是由于玻璃
受到阴极射线的撞击而引发荧光。
2. 阴极射线电性的判断
阴极射线的本质是电子，通过在电场或磁场中的运动可判断电性。
（1）在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的
变化和电场的情况确定带电的性质。
（2）在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手
定则确定带电的性质。
3. 电子比荷的测定
（1）汤姆孙研究阴极射线的实验装置，如图所示。
（2）电子比荷的测定
①让粒子通过正交的电磁场如图甲所示，并做直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电（qvB＝qE）得到粒子的运动速度v＝。
②在其他条件不变的情况下，撤去电场如图乙所示，保留磁
场让粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝
，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径R。
③由以上两式确定粒子的比荷表达式：＝，最后经定量
计算汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子。
说明：在其他条件不变时，撤去磁场，保留电场，让电子在
电场中运动，则由电子的偏转位移y＝at2＝·。测出
偏转位移y和L，也可求得。
【典例1】　如图所示为测定阴极射线粒子比荷的装置，从阴极K发出
的阴极射线通过一对平行金属板D1、D2间的匀强电场，发生偏转。
（1）在D1、D2间加电场后射线偏到P2，则由电场方向知，该射线带
什么电？
答案： 负电　
解析：射线向下偏转，说明受到的电场力方向向下，而电
场强度方向向上，故射线带负电。
（2）再在D1、D2间加一磁场（图中未画出），电场与磁场垂直，让
射线恰好不偏转。设电场强度为E，磁感应强度为B，则电子的
速度多大？
答案：　
解析： 粒子受两个力作用：
电场力和洛伦兹力，两个力平衡，即
有qE＝qvB，得v＝。
（3）撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出
轨道半径为R，则粒子的荷质比是多大？
答案：
解析： 根据洛伦兹力充当向心力，有qvB＝m，得出＝。
又v＝，则＝，测出E、B、R即可求荷质比。
1. 英国物理学家汤姆孙通过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. 汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的电荷量
解析：　阴极射线在电场中偏向正极板一侧，因此阴极射线应该
带负电荷，A正确；阴极射线在磁场中受力情况跟负电荷受力情况
相同，B错误；不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，C错误；
汤姆孙并没有直接测出阴极射线粒子的电荷量，D错误。
2. （多选）如图所示的是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法正
确的是（不考虑电子重力）（　　）
A. 若D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1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
解析： 　若D1、D2之间不加电场和磁场，由于惯性，阴极射线
应打到最右端的P1点，选项A正确；阴极射线是电子流，带负电，
若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，电子受到的电场力向上，
故阴极射线应向上偏转，选项B错误，C正确；若在D1、D2之间加
上垂直纸面向里的磁场，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力
向下，故向下偏转，选项D错误。
要点二　对α粒子散射实验的理解
1. 实验装置：α粒子源、金箔、荧光屏等
2. 实验现象及解释
（1）绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。大多数α
粒子离金原子核较远。
（2）少数α粒子发生较大的偏转。发生较大偏转的α粒子是由于离
金原子核较近，库仑斥力较大。
（3）极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°。正对
或基本正对着金原子核入射的α粒子在库仑斥力作用下，先减
速至较小速度然后加速远离金原子核。
3. 实验的注意事项
（1）整个实验过程在真空中进行。
（2）金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过。
（3）使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄。另外金的
原子序数大，α粒子与金原子核间的库仑斥力大，偏转明显。
4. α粒子散射过程中受力及能量转化
（1）α粒子的受力情况
①在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力；α粒子与原子核
之间的万有引力远小于二者之间的库仑斥力，因而可以忽略
不计。
②α粒子离原子核越近，库仑力越大，加速度越大；反之，则
越小。
（2）库仑力对α粒子做功情况
①当α粒子靠近原子核时，库仑力做负功，电势能增加。
②当α粒子远离原子核时，库仑力做正功，电势能减小。
③因为只有库仑力做功，α粒子的能量只在电势能和动能之间
相互转化，而总能量保持不变。
【典例2】　如图所示，根据α粒子散射实验， 卢瑟福提出了原子的核
式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示
一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，
下列说法中正确的是（　　）
A. 动能先增大，后减小
B. 电势能先减小，后增大
C. 电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D. 加速度先变小，后变大
解析：α粒子从a到b电场力做负功，速度减小，动能减小，电势能增
大。从b到c电场力做正功，α粒子的速度增大，动能增大，电势能减
小，α粒子从a到b再运动到c的过程，加速度应先变大，后变小。故C
正确。
规律方法
α粒子散射实验中常用的规律
（1）库仑定律F＝k：用来分析α粒子和原子核间的相互作用力。
（2）牛顿第二定律：该实验中α粒子只受库仑力，可根据库仑力的变
化分析加速度的变化。
（3）功能关系：根据库仑力做功可分析电势能的变化，也可分析动
能的变化。
1. 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结
果的示意图是（　　）
解析：　卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，即α粒
子散射实验，实验结果显示：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍
沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极
少数α粒子的偏转角超过90°，有的几乎达到180°，也就是说它们
几乎被“撞了回来”。所以能正确反映该实验结果的是选项D。
2. 关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的有（　　）
A. 绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使α粒子受力平衡
B. 绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的
作用，说明原子内带正电的物质是均匀的
C. 极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子
大得多的粒子在原子内分布空间很小
D. 极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引
力很大
解析：α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，并不是正电荷均匀分布在原子内，故A、B错误；极少数α粒子发生大角度偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，是因为金原子核很小且质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量；α粒子发生大角度偏转，是由于原子核对α粒子的排斥力很大，C正确，D错误。
要点三　两种原子结构模型
　汤姆孙原子结构模型与卢瑟福核式结构模型的对比分析
汤姆孙的葡萄干面包模型 卢瑟福的原子核式结构模型
分布 情况 正电荷和质量均匀
分布，负电荷镶嵌
在其中 正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内
汤姆孙的葡萄干面包模型 卢瑟福的原子核式结构模型
受力 情况 α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零 少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小
偏转 情况 不会发生大角度偏转，更不会被弹回 绝大多数α粒子运动方向不变，少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回
分析 结论 不符合α粒子散射现象 符合α粒子散射现象
【典例3】　（多选）下列说法正确的有（　　）
A. 汤姆孙首先发现了电子，证明了原子不是不可再分的，由此提出
了原子的葡萄干面包模型
B. 卢瑟福根据α粒子散射现象，否定了汤姆孙的原子模型并提出了原
子的核式结构模型
C. 在α粒子散射实验中，α粒子在接近原子核的过程中动能减小，电
势能增大，在离开原子核的过程中，动能增大，电势能减小
D. α粒子散射实验的目的是：探测原子内正负电荷的分布情况
解析：根据原子结构的探索过程及实验现象的分析可知A、B正确，D
错误。α粒子带正电，靠近原子核的过程中库仑力做负功，离开原子
核的过程中库仑力做正功，故C正确。
1. 关于汤姆孙原子模型的说法正确的是（　　）
A. 汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的
B. 汤姆孙认为原子是实心的
C. 汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心
D. 汤姆孙通过实验发现了质子
解析：　汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来
的，不是以严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球
体，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球
体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，所以B正确，C
错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误。
2. 关于原子核式结构模型，下列说法正确的是（　　）
A. 原子中原子核很小，核外很“空旷”
B. 原子核的半径的数量级是10－10 m
C. 原子的全部电荷都集中在原子核里
D. 原子的全部质量都集中在原子核里
解析：　卢瑟福的原子结构模型的内容为：在原子中心有一个很
小的核，叫原子核。它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电
子在核外空间运动，故C、D错误；又因为原子核直径的数量级为
10－15 m，原子直径的数量级为10－10 m，两者相差十万倍之多，因
此原子内部是十分“空旷”的，故A正确，B错误。
3. 卢瑟福在用α粒子轰击金箔时，可以证明原子的核式结构的证据是
（　　）
A. 几乎所有的α粒子运动方向没有发生明显变化
B. α粒子在穿过金箔时做匀速直线运动
C. 少数α粒子发生了大角度偏转
D. α粒子与电子碰撞时动能有较大的损失
解析：　仅凭这两点无法证明α粒子与金原子发生了什么，故
A、B错误；影响α粒子运动的主要是原子核，仅有少数α粒子发
生了大角度偏转则说明原子中带正电的部分体积很小，但几乎
占有了全部质量，证明了原子的核式结构，故C正确；当α粒子
穿过原子时，电子对α粒子的影响很小，影响α粒子运动的主要
是原子核，故D错误。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
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
解析：　汤姆孙经过大量的实验，证明阴极射线是带电的粒子
流，并称组成粒子流的粒子为电子，故C正确。
2. 如图所示的为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起
闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位
置，则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是
（　　）
A. 1 305、25、7、1
B. 202、405、625、825
C. 1 202、1 010、723、203
D. 1 202、1 305、723、203
解析：　由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置此时
闪烁次数最多，少数粒子发生了偏转，极少数粒子发生了大角度偏
转。符合该规律的数据只有A选项，A正确。
3. 关于α粒子散射实验及核式结构模型，下列说法正确的是（　　）
A. 从α粒子源一直到荧光屏全处于真空环境中
B. 绝大多数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转
C. α粒子接近金原子核时，受到很强的吸引力才可能发生大角度偏转
D. α粒子散射实验否定了核式结构模型
解析：　从α粒子源一直到荧光屏全处于真空环境中，选项A正
确；绝大多数α粒子穿过金箔后不改变方向，只有极少数的粒子发
生大角度偏转，选项B错误；α粒子接近金原子核时，受到很强的
排斥力才可能发生大角度偏转，选项C错误；通过α粒子散射实验
建立了原子的核式结构模型，选项D错误。
4. 如图所示的是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿
x轴正方向射出，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
解析：　由于电子沿x轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使
电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若
加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方
向应沿z轴正方向，由此可知B正确。
5. 如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势
差为U的平行板电容器中，出电场时打在屏
上P点，经测量O'P距离为Y0，求电子的比荷。
答案：
解析：由于电子在电场中做类平抛运动，沿电场线方向做初速度为
零的匀加速直线运动，满足Y0＝at2＝＝
则＝。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
1. （多选）汤姆孙通过对阴极射线的研究，最终发现了电子，由此被
称为“电子之父”，则下列关于电子的说法正确的是（　　）
A. 任何物质中均有电子
B. 不同的物质中具有不同的电子
C. 电子质量是质子质量的1 836倍
D. 电子是一种粒子，是构成物质的基本单元
解析：　汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现
均为同一种相同的粒子即电子，电子是构成物质的基本单元，它的
质量远小于质子的质量，由此可知A、D正确，B、C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2. 卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出（　　）
A. 原子的核式结构模型
B. 原子核内有中子存在
C. 电子是原子的组成部分
D. 原子核是由质子和中子组成的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析：　卢瑟福的α粒子散射实验中，用α粒子轰击金箔，发现α
粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生
了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°。而汤姆孙的“枣糕模型”
是不能解释α粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不
正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使α粒子发生大角度偏转，占
原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，
这样才能使α粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转。所以
1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。故A正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3. 向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通过如图所示的
电流，电子的偏转方向为
（　　）
A. 向上 B. 向下
C. 向左 D. 向右
解析：　根据安培定则，通以图示方向的电流时，环形偏转线圈
右侧为N极、左侧为S极，在偏转线圈产生水平向左的匀强磁场，
利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
4. 如图所示为卢瑟福α粒子散射实验的装置示意图，图中的显微镜可
在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各
个角度的散射情况，下列说法正确的是（　　）
A. 在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时
间内观察到屏上的闪光次数一样多
B. 在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C. 卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果
基本相似
D. α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子核后产生反弹
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析：　α粒子散射实验中：绝大多数α粒子沿原方向前进，极少
数α粒子有大角度偏转，所以A处观察到的闪光多，B处仍能观察到
极少数的闪光，故A、B错误；卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子
散射的靶，观察到的实验结果基本相似，所以C正确；α粒子发生
散射的主要原因是受到金原子核库仑斥力的作用，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
5. （多选）如图所示，画出了α粒子散射实验中的一些曲线，这些曲线中可能是α粒子的径迹的是（　　）
A. a B. b
C. c D. d
解析：　α粒子与金原子核均带正电，相互排斥，故不可能沿曲
线c运动；a曲线弯曲程度很大，说明受到的库仑力很大，但该曲线
离核较远，故a曲线不可能存在，而b曲线可能存在；d曲线是α粒子
正对金原子核运动时的径迹。故B、D正确，A、C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6. 在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子
的有关物理量情况正确的是（　　）
A. 动能最大
B. 势能最小
C. 势能最大
D. α粒子与金原子核组成的系统能量最小
解析：　α粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者
距离减小时，库仑力做负功，故α粒子动能减小，电势能增加。系
统的能量守恒。故C正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
7. α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹如图所示，
M、N、P、Q是轨迹上的四个点，在散射过程中可以认为重金属原
子核静止不动。图中所标出的
α粒子在各点处的加速度方向
正确的是（　　）
A. M点 B. N点
C. P点 D. Q点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析：　α粒子（氦原子核）和重金属原子核都带正电，距离较
近时互相排斥，加速度方向与α粒子所受斥力方向相同，带电粒子
的加速度方向沿相应点与重金属原子核所处位置的连线且指向曲线
的凹侧，故只有选项C正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8. （多选）如图所示，一只阴极射线管，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，发现射线径迹向下偏转，则
（　　）
A. 导线中的电流由A流向B
B. 若要使电子束的径迹往上偏转，可以
通过改变AB中的电流方向来实现
C. 电子束的径迹与AB中的电流方向无关
D. 若将直导线AB放在管的正上方，电流方向不变，则电子束的径迹将向上偏
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： 　阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，磁场
垂直纸面向里，由安培定则可知，导线AB中的电流由B流向A，且
改变AB中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏。若电流方向
不变，将导线AB放在管的上方，由左手定则可以判断，电子束的
轨迹将向上偏。故B、D均正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
9. （多选）如图所示是阴极射线显像管及其偏转圈的示意图，显像管
中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击
就能发光。安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线
发生偏转，下列说法正确的是（　　）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
A. 如果偏转线圈没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点
B. 如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏
转磁场的磁感应强度的方向应该垂直于纸面向里
C. 如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏
转磁场的磁感应强度的方向应该垂直于纸面向里
D. 如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁
场的磁感应强度应该先由小到大，再由大到小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： 　如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线沿直线运动，
打在O点，故A正确；由阴极射线的电性及左手定则可知，故B错
误，C正确；由R＝可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由
大变小，再由小变大，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10. 已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，若
氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m，求电子
绕核运动的线速度大小、动能、周期和形成的等效电流。
答案：2.19×106 m/s　2.18×10－18 J　1.52×10－16 s　1.05×10
－3 A
解析：由卢瑟福的原子模型可知，电子绕核做圆周运动所需的向
心力由核对电子的库仑引力来提供。根据k＝，
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
得v＝e＝1.6×10－19× m/s
≈2.19×106 m/s；
动能Ek＝mv2＝×9.1×10－31×（2.19×106）2 J
≈2.18×10－18 J；
运动周期T＝＝s≈1.52×10－16 s；
电子绕核运动形成的等效电流
I＝＝＝A≈1.05×10－3 A。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11.19世纪后期，对阴极射线的本质的认识有两种观点。一种观点认
为阴极射线是电磁辐射，另一种观点认为阴极射线是带电粒子。
1897年，汤姆孙判断出该射线的电性，并求出了这种粒子的比
荷，为确定阴极射线的本质做出了重要贡献。假设你是当年“阴
极射线是带电粒子”观点的支持者，请回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
（1）如图所示的真空玻璃管内，阴极K发出的粒子经加速后形成
一细束射线，以平行于金属板C、D的速度进入该区域，射
在屏上O点。如何判断射线粒子的电性？
答案：根据带电粒子从电场的负极向正极加速的特点判断　
解析：根据带电粒子从电场的负极向正极加速的特点，所形成的电场方向由正极指向负极，即可判断射线粒子带负电。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
（2）已知C、D间的距离为d，在C、D间施加电压U，使极板D的
电势高于极板C的电势，同时施加一个磁感应强度为B的匀强
磁场，可以保持射线依然射到O点。求该匀强磁场的方向和
此时阴极射线的速度v。
答案： 垂直于纸面向外，v＝　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析： 极板D的电势高于极板C，形成的电场竖直向上，电子
受向下的电场力当带电粒子受到的电场力与洛沦兹力平衡
时，带电粒子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，
由左手定则可知，磁场方向应垂直于纸面向外，设带电粒子
的速度为v，带电荷量为q，则qvB＝qE，其中E＝
所以v＝。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
（3）撤去磁场，射线射在屏上P点。已知极板的长度为l1，极板区
的中点M到荧光屏中点O的距离为l2，磁感应强度为B，P到O
的距离为y。试求该粒子的比荷。
答案：
解析： 通过长度为l1的极板区域所需的时间t1＝，当两极板
之间加上电压时，设两极板间的场强为E，作用于带电粒子
的静电力的大小为qE，则E＝
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
a＝
因带电粒子在垂直于极板方向的初速度为0，因而在时间t1内
垂直于极板方向的位移y1＝a
带电粒子离开极板区域时，沿垂直于极板方向的末速度 vy＝at1
设带电粒子离开极板区域后，带电粒子到达荧光屏上P点所
需时间为t2，则t2＝
在t2时间内，带电粒子做匀速直线运动，在垂直于极板方向
的位移y2＝vyt2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
P点离O点的距离即电子在垂直于极板方向的总位移y＝y1＋y2
由以上各式得带电粒子的比荷为＝
加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，表示在带电
粒子通过平行板电容器的过程中带电粒子所受电场力与磁场
力相等，即qE＝qvB
联立解得＝。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
谢谢观看!

展开更多......

收起↑