2024-2025學(xué)年高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)1電子的發(fā)現(xiàn)課時作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE6-電子的發(fā)覺(25分鐘50分)選擇題(本題共4小題，每題7分，共28分)1.(多選)1897年英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)覺了電子并被稱為“電子之父”。下列關(guān)于電子的說法正確的是 ()A.湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子的結(jié)論，并求出了電子的比荷B.湯姆孫通過光電效應(yīng)的探討發(fā)覺了電子C.電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.湯姆孫通過對用不同材料作陰極發(fā)出的射線的探討，說明電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元【解析】選A、D。湯姆孫探討陰極射線發(fā)覺了電子，并求出了電子的電荷，選項A正確，選項B錯誤。電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的，選項C錯誤。湯姆孫證明白電子是原子的組成部分，選項D正確。2.(多選)電子槍放射出的電子打在熒光屏上時，會在那里產(chǎn)生一個亮斑，假如在熒光屏上得到如圖所示的亮斑P，那么示波管中的 ()A.極板X應(yīng)帶正電 B.極板X′應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電 D.極板Y′應(yīng)帶正電【解析】選B、C。因為電子向Y及X′方向偏轉(zhuǎn)，故極板Y、極板X′應(yīng)帶正電。正確選項為B、C。3.密立根油滴試驗裝置如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接，板間電壓為U，形成豎直向下、場強為E的勻強電場。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A.懸浮油滴帶正電B.懸浮油滴的電荷量為C.增大場強，懸浮油滴將向上運動D.油滴的電荷量不肯定是電子電荷量的整數(shù)倍【解析】選C。帶電油滴在兩板間靜止時，受豎直向下的重力和豎直向上的電場力，則油滴應(yīng)帶負電，A項錯誤；qE=mg，即q=mg，所以q=，B項錯誤；當E變大時，qE變大，原來懸浮的油滴所受合力向上，油滴向上運動，C項正確；任何帶電物體的電荷量都是電子電荷量的整數(shù)倍，D項錯誤。4.如圖為示波管中電子槍的原理示意圖，示波管內(nèi)被抽成真空，A為放射熱電子的陰極，K為接在高電勢點的加速陽極，A、K間電壓為U，電子離開陰極時的速度可以忽視，電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出時的速度大小為v。下面的說法中正確的是()A.假如A、K間距離減半而電壓仍為U不變，則電子離開K時的速度變?yōu)?vB.假如A、K間距離減半而電壓仍為U不變，則電子離開K時的速度變?yōu)镃.假如A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開K時的速度變?yōu)镈.假如A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開K時的速度變?yōu)関【解析】選D。對電子從A到K的過程應(yīng)用動能定理得eU=mv2-0，所以電子離開K時的速度取決于A、K之間電壓的大小，選項A、B錯誤；假如電壓減半，則v應(yīng)變?yōu)樵瓉淼模x項C錯誤，D正確。【實力挑戰(zhàn)區(qū)】5.(22分)測量電子比荷的一種精確測量方法是雙電容法。如圖所示，在真空管中由陰極K放射電子，其初速度可忽視，此電子被陽極A與陰極K間的電場加速后穿過屏障D1上的小孔，然后依次穿過電容器C1、屏障D2和其次個電容器C2而射到熒光屏F上。陽極A與陰極K間的電壓為U，在電容器C1、C2上加有完全相同的溝通電壓，溝通電壓的頻率為f。選擇頻率f使電子打在熒光屏上的亮點不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此可測得電子的比荷為多少？【解析】設(shè)電子經(jīng)電場加速以后的速度為v0，依據(jù)動能定理得eU=m。要使電子通過電容器C1、C2后打在熒光屏上的亮點不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電子在電容器C1、C2中運動時，電容器C1、C2的電壓剛好為零。所以電子由C1運動到C2的時間為t=n=n(n=1，2，3，4，…)，而t=，所以=(n=1，2，3，4，…)答案：(n=1，2，3，4，…)【補償訓(xùn)練】1.為了測定帶電粒子的比荷，讓這個帶電粒子垂直電場方向飛進平行金屬板間，已知勻強電場的場強為E，在通過長為L的兩金屬板間后，測得偏離入射方向的距離為d，假如在兩板間加垂直于電場方向的勻強磁場，磁場方向垂直于粒子的入射方向，磁感應(yīng)強度為B，則粒子恰好不偏離原來的方向，求為多少？【解析】設(shè)帶電粒子以速度v0垂直電場方向進入勻強電場，則d=at2= ①此帶電粒子垂直入射到正交的電磁場區(qū)域時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由平衡條件qE=qv0B得v0= ②由①②兩式得=解得=。答案：2.在探討性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計了一個測定帶電粒子比荷的試驗，其試驗裝置如圖所示。abcd是一個長方形盒子，在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e，e是cd邊上的中點，熒光屏M貼著cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點位置。盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。粒子源不斷地放射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽視。粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)。粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出。若已知==L，不計粒子的重力和粒子之間的相互作用力。請你依據(jù)上述條件求出帶電粒子的比荷?！窘馕觥繋щ娏Ｗ舆M入電場，經(jīng)電場加