18.1 电子的发现
【物理】物理带电粒子在电场中的运动练习题含答案
【物理】物理带电粒子在电场中的运动练习题含答案一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动1．如图所示，在两块长为3L、间距为L、水平固定的平行金属板之间，存在方向垂直纸面向外的匀强磁场．现将下板接地，让质量为m、电荷量为q的带正电粒子流从两板左端连线的中点O以初速度v0水平向右射入板间，粒子恰好打到下板的中点．若撤去平行板间的磁场，使上板的电势φ随时间t的变化规律如图所示，则t=0时刻，从O点射人的粒子P经时间t0(未知量)恰好从下板右边缘射出．设粒子打到板上均被板吸收，粒子的重力及粒子间的作用力均不计．(1)求两板间磁场的磁感应强度大小B．(2)若两板右侧存在一定宽度的、方向垂直纸面向里的匀强磁场，为了使t=0时刻射入的粒子P经过右侧磁场偏转后在电场变化的第一个周期内能够回到O点，求右侧磁场的宽度d 应满足的条件和电场周期T的最小值T min．【答案】（1）0mvBqL=（2）223cosd R a R L≥+=；min(632)3LTvπ+=【解析】【分析】【详解】（1）如图，设粒子在两板间做匀速圆周运动的半径为R1，则012qv B mvR=由几何关系：222113()()2L LR R=+-解得0mvBqL=（2）粒子P从O003L v t=01122y L v t =解得0y v =设合速度为v ，与竖直方向的夹角为α，则：0tan yv v α== 则=3πα00sin 3v v v α== 粒子P 在两板的右侧匀强磁场中做匀速圆周运动，设做圆周运动的半径为R 2，则212sin L R α=，解得23R =右侧磁场沿初速度方向的宽度应该满足的条件为22cos d R R L α≥+=； 由于粒子P 从O 点运动到下极板右侧边缘的过程与从上板右边缘运动到O 点的过程，运动轨迹是关于两板间的中心线是上下对称的，这两个过程经历的时间相等，则：2min 0(22)2R T t v πα--=解得()min 023L T v π=【点睛】带电粒子在电场或磁场中的运动问题，关键是分析粒子的受力情况和运动特征，画出粒子的运动轨迹图，结合几何关系求解相关量，并搞清临界状态.2．空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，一带电量为+q 、质量为m 的粒子，在P 点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P 点箭头所示．该粒子运动到图中Q 点时速度方向与P 点时速度方向垂直，如图中Q 点箭头所示．已知P 、Q 间的距离为L ．若保持粒子在P 点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P 点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P 点运动到Q 点．不计重力．求：（1）电场强度的大小．（2）两种情况中粒子由P 运动到Q 点所经历的时间之比．【答案】22B qLE m=；2B E t t π= 【解析】 【分析】 【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v 0表示粒子在P 点的初速度，R 表示圆周的半径，则有20v qv B m R= 由于粒子在Q 点的速度垂直它在p 点时的速度，可知粒子由P 点到Q 点的轨迹为14圆周，故有2R =以E 表示电场强度的大小，a 表示粒子在电场中加速度的大小，t E 表示粒子在电场中由p 点运动到Q 点经过的时间，则有qE ma = 水平方向上：212E R at =竖直方向上：0E R v t =由以上各式，得 22B qL E m=且E mt qB = （2）因粒子在磁场中由P 点运动到Q 点的轨迹为14圆周，即142B t T m qB π==所以2B E t t π=3．1897年汤姆孙使用气体放电管，根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况发现了电子，并求出了电子的比荷。
高中物理第十八章原子结构18.1电子的发现同步训练含解析新人教选修
18.1电子的发现一、选择题1、在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，这是因为与α粒子相比，电子的（）A、电量太小B、速度太小C、体积太小D、质量太小2、二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（）A、α粒子散射实验B、发现质子的实验C、发现电子的实验D、发现中子的实验3、下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A、图甲：原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成B、图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C、图丁：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D、图戊：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的4、下列事例中能说明原子具有核式结构的是（）A、光电效应现象的发现B、汤姆逊研究阴极射线时发现了电子C、卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转D、天然放射现象的发现5、下列有关原子核式结构理论不正确的是（）A、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子B、原子的正电荷均匀分布在整个原子中C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转6、下列说法正确的（）A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变B、α粒子散射实验可以估算出原子核直径的数量级为10﹣10mC、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的D、汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构7、下列能揭示原子具有核式结构的是（）A、α粒子散射实验B、天然放射现象C、电子的发现D、氢原子光谱是线状谱8、有关原子结构，下列说法正确的是（）A、玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱B、卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C、玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D、卢瑟福的α粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”9、有关对原子的说法正确的是（）A、汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量B、密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量C、汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型10、原子的质量主要集中在（）A、质子上B、中子上C、电子上D、原子核上11、卢瑟福在研究α粒子轰击金箔的实验中，根据实验现象提出原子的核式结构．以下说法不正确的（）A、按照汤姆孙模型，α粒子轰击金箔时不可能发生大角度的偏转，因而卢瑟福否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型B、绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子所带正电是均匀分布的C、α粒子轰击金箔实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、卢瑟福通过α粒子轰击金箔的实验的数据记录估算出原子核的大小12、卢瑟福的α粒子散射实验的结果（）A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动D、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上13、下列说法正确的是（）A、α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一B、光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量C、普朗克认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光波长太短14、下列说法中正确的是（）A、α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B、一个氢原子中的电子从半径为ra 的轨道自发地直接跃迁至半径为rb的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中原子不辐射某一频率的光子C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小D、正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术．一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的15、下列说法不正确的是（）A、普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B、卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C、汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．二、填空题16、卢瑟福通过________实验，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的________结构模型．17、一直以来人们都认为________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家________发现了带________电的________，从此打破了原子不可再分的神话．18、原子是由带________电的________和带________电和________组成的．19、________的发现说明原子有结构问题；________的发现说明原子核也有结构问题．20、原子中电子在具有确定半径的圆形轨道上高速运动．________（判断对错）三、解答题21、利用学过的知识解释实验室中电子云的形成原因和特点．22、自从1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子以后，人们认识到，原子不是组成物质的最小单元，1919年卢瑟福依据α粒子散射实验中，发现α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的什么结构模型？23、在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是谁？他所根据的实验是什么？24、现代理论认为，反质子的质量与质子相同，约为电子质量的1836倍．若me=0.91×10﹣30kg ， e=1.6×10﹣19C ，求反质子的比荷．25、一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？答案解析部分一、选择题1、【答案】D【考点】原子核的组成【解析】【解答】α粒子的质量是电子质量的7000多倍，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【分析】在α粒子散射实验中，由于电子的质量较小，α粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样．2、【答案】A【考点】原子核的组成【解析】【解答】本实验是α粒子散射实验，卢瑟福根据极少数α粒子产生大角度偏转，提出了原子的核式结构模型．故A正确．故选：A【分析】解答本题应抓住：该实验是卢瑟福和他的助手们做的α粒子散射实验，根据这个实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．3、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成．故A正确．B、用中子轰击铀核使其发生裂变．故B错误．C、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．故C正确．D、玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的．故D正确．故选：B．【分析】卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型；用中子轰击铀核使其发生裂变，产生中子，再次轰击，产生链式反应，释放出巨大的能量．4、【答案】C【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误；B、汤姆逊研究阴极射线，是发现电子的实验，故B错误；C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核．故C正确；D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构．故D错误．故选：C．【分析】本题比较简单，考查了近代物理中的几个重要试验及发现，要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义．5、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；BC、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确．故选：B．【分析】正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：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，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．6、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、半衰期由原子核内部结构决定，与温度、压强等外在因素无关，则若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A正确．B、α粒子散射实验可以估算出原子直径的数量级为10﹣10m ，原子核直径的数量级为10﹣15m ，故B 错误．C、β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化来的；故C错误．D、汤姆孙发现电子，只表明原子具有复杂结构，α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故D错误．故选：A．【分析】本题根据半衰期与温度、压强等因素无关；原子核直径的数量级为10﹣15m；β衰变所释放的电子是中子转化来的；汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构；根玻尔理论分析氢原子跃迁时是发出光子还是吸收光子．7、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说．故A正确．B、天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构．故B错误．C、电子的发现揭示了原子有复杂结构．故C错误．D、氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征．故D错误．故选：A【分析】α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构学说的实验依据．8、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、玻尔的原子理论：1．电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；2．可能的轨道不连续；3．当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由E=hν给出．玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律．故A正确；BD、卢瑟福的α粒子散射实验说明（1）原子中绝大部分是空的，（2）α粒子受到较大的库仑力作用，（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西，否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能说明原子内部存在带负电的电子，也不能解释原子的稳定性，故B错误，D不正确；C、玻尔提出的原子模型，但并没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，故C错误．故选：A．【分析】从玻尔理论及卢瑟福的α粒子散射实验的结果出发，即可解题．9、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，但没有测出电子的电量，是密立根测出了电子的电量；故A错误；B、密立根通过著名的油滴实验测出了电子的电量；并没有研究电子在电场中的匀速直线运动的研究；故B 错误；C、汤姆孙提出的原子模型中提出核外电子等于核内的正电荷；对外呈现电中性；故C错误；D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型；故D正确；故选：D．【分析】解答本题应明确对原子的认识过程，知道汤姆孙、密立根及卢瑟福在原子发现过程中所做出的贡献．10、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D【分析】根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．11、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α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α粒子接近它的机会就很少，所以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，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故AC正确，B错误；D、影响α粒子运动的主要是带正电的原子核．而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，根据α粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10﹣15米～10﹣14米，故D正确．故选：B【分析】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α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α粒子接近它的机会就很少，所以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．12、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、此实验不能说明原子核内存在质子，故A错误；B、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内，不能说明原子核是由质子和中子组成的．故B错误；C、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，说明原子中的电子只能绕核旋转，而玻尔提出原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动，故C错误．D、卢瑟福的α粒子散射实验的结果得出：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上．故D正确．故选：D．【分析】本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象、结论及意义即可正确解答．13、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】（1）A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一．故A正确．B、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．故B不正确．C、玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化．故C错误．D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小，波长长．故D错误．故选：A【分析】卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，玻尔原子模型提出能量量子化，光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小．14、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型，故A正确；B、电子从半径大的ra 的轨道自发地直接跃迁至半径小的rb的轨道时，必须辐射一定频率的光子，故B不正确；C、玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大，故C错误；D、一对正负电子对湮灭后生成光子，说明质量对应着一定能量，不能说明质量守恒定律是有适用范围的，故D错误；故选：A【分析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立模型；B、当半径增加时，则必须吸收能量，当半径减小时，则必须释放能量；C、辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，动能增大；D、由质能方程可知，质量对应一定的能量；15、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说．故A正确．B、波尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故B错误．C、汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，故C正确．D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．故D正确．故选：B．【分析】普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说；玻尔理论能够很好解释氢原子发光现象；汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子．二、填空题16、【答案】α粒子散射；核式【考点】原子的核式结构【解析】【解答】卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：α粒子散射，核式【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．17、【答案】原子；查德威克；负；电子【考点】原子的核式结构【解析】【解答】一直以来人们都认为原子是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家查德威克发现了带负电的电子，从此打破了原子不可再分的神话．故答案为：原子；查德威克；负；电子．【分析】构成物质的基本微粒是分子、原子、离子，分子和原子不能比较大小，且原子还可以再分来回答本题．18、【答案】负；电子；正；原子核【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积虽然很小，但可以再分，原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的．故答案为：负；电子；正；原子核．【分析】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积很小，但质量很大，原子的质量主要集中在原子核上；原子核的体积虽然很小，但还可以再分，分成带正电的质子和不带电的中子．19、【答案】电子；天然放射性现象【考点】原子核的组成【解析】【解答】解；电子发现后，科学家们开始认为原子是可以再分的，说明原子有结构问题；卢瑟福提出的核式结构模型为：原子由位于原子中心的原子核及绕核转动的电子组成，天然放射性现象说明原子核也可以再分．故答案为：电子，天然放射性现象【分析】解答本题应掌握：原子结构的发现过程及核式结构模型的内容．20、【答案】错误【考点】原子的核式结构【解析】【解答】根据波尔的原子模型中轨道半径量子化观点，电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动；不同轨道间跃迁会辐射或者吸收一定频率的光子；故答案为：错．【分析】根据波尔的原子模型，轨道半径量子化，即电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动，不向外辐射能量；从一个轨道跃迁到另一个轨道时会辐射或者吸收一定频率的光子．三、解答题21、【答案】解答：电子云形成的原因：在距离原子核很远处的电子出现的概率几乎为零，而有些非常靠近原子核的电子出现的概率也几乎为零．电子云的特点：把电子在原子核外各处区域出现的概率分布用图象表示，以不同的浓淡程度表示出现的概率大小，象电子在原子核外周围形成的云雾．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动．在这个模型里，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小．密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少．电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”．22、【答案】解答：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：核式；【考点】原子的核式结构【解析】【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．23、【答案】解答：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构；故答案为：卢瑟福；α粒子散射实验．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构．24、【答案】解答：根据比荷的定义式，反质子的比荷： C/kg答：反质子的比荷是9.58×107C/kg【考点】原子核的组成【解析】【分析】根据比荷的定义式即可求出．25、【答案】解答：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．U的原子序数为92，即质子数为92，中子数等于质量数减去质子数，即为235﹣92=143．答：它的核子数，质子数和中子数分别是235、92、143．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．原子序数等于质子数，质子数与中子数的和等于质量数．。
3-4 超导体材料与器件
结构的钡镧铜氧化物转变温度高达35K；日本东
京大学工学部37K；美籍华裔科学家朱经武40.2K；
1987年日本提高到43K、46K和53K。中国赵忠贤
获得了48.6K的锶镧铜氧系超导材料，发现70K有发生 赵忠贤 转变迹象。朱经武和吴茂昆98K。2月20日中国发现
③ 三元合金 为了改善Nb-Zr和Nb-Ti等二元合金性能，在此基础上
又发展了一系列具有很高临界电流的三元超导合金材料， 如Nb-Zr-Ti, Nb-Ti-Ta, Nb-Zr-Ta, Nb-Ti-Hf和V-Zr-Hf等，主 要用于制造磁流体发电机的大型磁体。Nb-Zr-Ti合金的临 界温度一般在10K附近，影响Nb-Zr-Ti合金超导性能的主 要因素有：合金成分、含氧量、加工度和热处理等。NbTi-Ta合金具有良好的加工性能，形变率可达99.9%。成分 对合金的超导性能影响很大，Nb-70Ti-5Ta合金的Tc=9.8K， Hc=12.8T。
将Nb或者V粉末混入Cu中，熔炼制成Cu-Nb、Cu-V合 金。拔丝加工制成线材，表面上涂敷Sn或者Ga，扩散处理， 可以制成具有不连续纤维状的Nb3Sn或V3Ga线材。
3.4.4 高温超导体材料 （1）氧化物超导体材料
第一代高温超导体材料：钇系，钇钡铜氧化物（YBa-Cu-O），Tc=90K；
第二代高温超导体材料：铋系，铋锶钙铜氧化物 （Bi-Sr-Ca-Cu-O），Tc=114~120K；
物中，用过渡族元素Fe，Ni，Co和Zn以及Ga，Al，Mg等 置换Cu后，会导致Tc不同程度的下降。
在Y系超导体材料中，除Y-123外，还有Y-124， Tc=80K和Y-247，Tc=40K超导体材料。Y-124与Y-123有类 似的晶体结构，不同之处在于Y-123的Cu-O单键被双层 Cu-O键所代替。Y-124的优点是氧成分分配比较稳定，当 对Y-124相的Y用部分Ca代替时，超导转变温度可增加到 90K。Y-247相的结构是Y-123和Y-124相的有序排列，转变 温度对氧含量有强烈的依赖关系。
人教版高中物理选修3-5知识点汇总_一册全_
人教版高中物理选修3—5知识点总结第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。
2.相互作用力极大，即内力远大于外力。
3、速度都发生变化。
一、实验的基本思路1、一维碰撞：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。
2、猜想与假设：一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。
例如两个物体可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开。
二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。
在固定的轨道上做实验——气垫导轨。
②怎样测量物体的质？用天平测量。
③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
④数据处理：列表。
参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。
参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时，可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时，可以选用参考案例三。
参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
16.2动量定理一、动量1、定义：把物体的质量m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p = mʋ2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg•m/s3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同。
4、注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
5、动量的变∆p①某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'，跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p = p' - p。
法拉第
356.67
356.6567
21.05
0.615373
335.61
358.97
359
358.93
358.9667
23.36
0.67894
335.61
361.07
361.13
361.1
361.1
25.49
倍频法MR3-2
磁感应强度B（T）
未放样品时检偏器角度
放入样品时检偏器角度
加样品后的平均角度
法拉第效应
【摘要】实验利用励磁电流产生磁场，首先测量磁场和励磁电流之间的关系，利用磁场和励磁电流之间的线性关系，用电流表征磁场的大小，用消光法和倍频法的方法测定MR3-2的旋光角和磁场呈线性关系，费尔德常数为-107.4,为右旋。用倍频法测量得ZF-7样品和石英2#样品的旋光角和磁场呈线性关系，费尔德常数分别为18.1和4.3，为左旋。最后让偏振光分别两次通过MR3-2和石英样品，石英是自然旋光，MR3-2是法拉第旋光，验证了法拉第旋光的非互易性。
0.22
0.079594
140.67
2.78
4.94
0.44
0.146188
140.67
5.43
9.56
0.67
0.215809
140.67
12.32
23.74
1.11
0.348997
140.67
14.76
30.66
1.98
0.612346
140.67
21.99
44.07
石英2#：对石英的测量可以得到，光线两次通过样品后旋光角基本与未加样品时不变。
2.3测量法拉第效应旋光角的光调制法
可以用起偏、检偏的方法，直接测量透过光强的变化来寻找消光位置，即消光法；另外也可以采用磁光调制法。
人教版九年级物理教案：18.1“电能电功”的课堂实录
教案：人教版九年级物理18.1“电能电功”一、教学内容本节课的教学内容选自人教版九年级物理教材，第18章第1节“电能电功”。
本节课主要介绍电功的概念、电能的单位以及电功的计算方法。
通过本节课的学习，使学生掌握电功的基本概念，能够运用电功的计算公式进行简单的计算。
二、教学目标1. 让学生了解电功的概念，理解电功的计算方法。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生的实验操作能力，培养学生的观察能力和团队协作能力。
三、教学难点与重点重点：电功的概念及其计算方法。
难点：电功公式的运用和实际问题的解决。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实验器材（电流表、电压表、电灯、导线、开关等）。
学具：教材、笔记本、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入：上课之初，教师可以提出一个问题：“为什么我们在家里使用电器时，要支付电费？”引导学生思考电能和电功的关系。
2. 知识讲解：（1）电功的概念：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
（2）电功的计算：电功（W）=电压（U）×电流（I）×时间（t），单位是焦耳（J）。
3. 例题讲解：教师可以选择一道典型的例题进行讲解，如：“一个电压为220V，电流为4A的电灯，正常工作30分钟，所做的功是多少？”解题步骤：（1）根据公式W=UIt，将已知数值代入，得到W=220V×4A×30×60s=1.584×105J。
（2）解释结果：电灯在这30分钟内消耗了1.584×105焦耳的电能。
4. 随堂练习：让学生独立完成教材上的练习题，教师巡回指导，解答学生的疑问。
5. 实验环节：（1）学生分组进行实验，测量电流、电压和时间，计算电功。
六、板书设计板书内容主要包括电功的概念、计算公式以及实验注意事项。
电功：电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。
计算公式：W=UIt（电压×电流×时间）实验注意事项：测量电流、电压时要确保安全，准确记录数据。
人教版高中物理选修3-5 18.1-2电子的发现 原子的核式结构模型教学课件共29张PPT
二。卢瑟福的原子核式结构
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原 子核里． 3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
课堂巩固
1.α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔， 下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果
（B）
A．α粒子穿过金箔时都不改变方向 B．少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 C．绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D．α粒子穿过金箔时都有较小的偏转
汤姆孙的原子模型
汤姆孙的原子模型: 原子是一个球体；正电核 均匀分布在整个球内，而 电子就像大枣镶嵌在蛋糕 里那样镶嵌在原子里面．
汤姆孙的“枣糕模型”对吗？
正电荷
电子 勒纳德用电子轰击金属膜
一。α粒子散射实验 1.实验装置
全部设备装在真空中。
卢瑟福
2.实验步骤
（1）α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线， 射到荧光屏上产生闪光，通过放大镜可以看到这些闪 光点。
中正确的是：（ C ）
A.说明α粒子的速度很大 B.说明α粒子的质量比金原子还大 C.说明金原子的内部大部分是空的 D.说明金原子也是个球体
3、（2017·江苏·1）下列说法中正确的是 （C） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于 库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子 数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互 作用力
2.卢瑟福α粒子散射实验表明（ D ）
A．原子带正电 B．原子是一个球体 C．电子在任意一个圆形轨道上运动 D．原子内部的正电荷并不是均匀分布的，而是集 中在很小的体积内
三。原子核的电荷与尺度
1.原子的组成
平桂管理区四中九年级物理全册 18.1 电能 电功同步练习含解析新人教版
第1节电能电功1.下列哪些单位是电能的单位()A.伏特(V)B.千瓦时(kW·h)C.欧姆(Ω)D.安培(A)【答案】B【解析】伏特(V)是电压的单位,欧姆(Ω)是电阻的单位,安培(A)是电流的单位,千瓦时(kW·h)是电能的单位。
2.下列家用电器正常工作时,主要将电能转化为机械能的是()A.电风扇B.电视机C.电灯D.电饭锅【答案】A【解析】解析:电风扇主要把电能转化成机械能;电视机主要把电能转化成光能和声能;电灯主要把电能转化成光能和内能;电饭锅主要把电能转化成内能3.家庭电路中接入的新型电子式电能表用来测量电路中的()A.总电流B.总电阻C.消耗电能D.实际电压【答案】C【解析】解析:电能表是测量电流做功的仪器4.下列情况中,不属于电流做功的是()A.电动机转动B.摩擦起电C.电脑分析加工数据信息D.扬声器发声【答案】B【解析】电流做功的过程就是将电能转化为其他形式能的过程,各种用电器工作过程中消耗了电能,说明电流做了功。
判断属不属于电流做功主要看是不是用电器在工作就可以了,电动机转动、电脑分析加工数据信息、扬声器发声都属于用电器工作,摩擦起电是机械能转化为电能,故B项正确。
5.阻值为4 Ω的电阻接在电压为6 V的电路上,通电1 min 后,电流通过电阻所做的功是()A.240 JB.360 JC.480 JD.540 J【答案】D【解析】通过电阻的电流I===1.5 A,通电 1 min后,电流通过电阻所做的功是W=UIt=6 V×1.5 A×60 s=540 J。
6.电动机是一种高效率、低污染的动力设备,广泛地应用在各种家用电器中。
下列家用电器中应用了电动机的是()A.洗衣机B.电饭锅C.电热水壶D.电热毯【答案】A【解析】电饭锅、电热水壶、电热毯等都是根据电流的热效应制成的,将电能转化为内能;而洗衣机工作时要转动,将电能主要转化为机械能,其中的主要部件是电动机。
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18．1 电子的发现
（一）知识与技能
1．了解阴极射线及电子发现的过程
2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导
（二）过程与方法
培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。
（三）情感、态度与价值观
理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。
★教学重点阴极射线的研究
★教学难点汤姆孙发现电子的理论推导
★教学方法实验演示和启发式综合教学法
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备
★课时安排 1 课时
★教学过程
（一）引入新课
教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。
这种认识一直统治了人类思想近两千年。
直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。
电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。
（二）进行新课
1．阴极射线
讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。
设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？
科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。
史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。
德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。
所以他把这种未知射线称之为阴极射线。
对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。
（1）电磁波说：代表人物，赫兹。
认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。
认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。
如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其他什么样的现象就可以
认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。
2．汤姆孙的研究
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。
实验装置如图所示，
从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C 1C 2后沿直线打在荧光屏A ＇上。
（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。
当满足条件 qE B qv =0 时，则阴极射线不发生偏转。
则：B
E
v =
0 （3）根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为： 2
t a n m v qEL
=
θ 又因为：)
2
(tan L D y +=
θ
且B
E v =
0 则：L
B L D Ey
m
q
2
)2
(+=
根据已知量，可求出阴极射线的比荷。
思考：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？
汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。
这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。
并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。
若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。
汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。
汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
'
电子的电荷量 e ＝1.60217733×10
－19
C
第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。
密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。
即任何电荷只能是e 的整数倍。
电子的质量 m ＝9.1093897×10－31
kg
阅读书本材料：P55科学足迹 【课堂例题】
例题1、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，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 ．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB 中的电流方向来实现
D ．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关
例题2、有一电子（电荷量为e ）经电压为U 0的电场加速后，进入两块间距为d ，电压为U 的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB 的长度 （2）电子穿出电场时的动能
（三）课堂小结
科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一。
在物理学的发展中具有比较重要的作用。
了解科学家是如何发现电子的，应用了哪些研究方法，对我们学好物理有重要的帮助作用。
（四）作业：完成问题与练习。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
A B
－ －
－ －。