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

PAGE5-第1節(jié)電子的發(fā)覺A組：合格性水平訓(xùn)練1．(電子、陰極射線)(多選)下列說法中正確的是()A．電子的發(fā)覺說明原子是可以再分的B．在強(qiáng)電場(chǎng)中氣體能夠被電離而導(dǎo)電C．陰極射線的實(shí)質(zhì)是電磁波D．陰極射線在真空中通過磁場(chǎng)時(shí)速度方向肯定發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案AB解析電子的發(fā)覺說明原子可再分，A正確。在強(qiáng)電場(chǎng)中氣體能夠被電離而導(dǎo)電，B正確。陰極射線的本質(zhì)是電子流，C錯(cuò)誤。當(dāng)射線速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。2．(電荷量)(多選)關(guān)于電荷量，下列說法正確的是()A．物體的電荷量可以是隨意值B．物體的電荷量只能是某些值C．物體的電荷量的最小值為1.6×10－19CD．一個(gè)物體帶1.6×10－9C的正電荷，這是它失去了1010個(gè)電子的原因答案BCD解析電子的電荷量是1.6×10－19C，物體的電荷量只能是它的整數(shù)倍，故A錯(cuò)誤，B、C正確；一個(gè)物體帶正電，是因?yàn)槭ル娮拥脑颍?jì)算可得D正確。3．(電子的發(fā)覺)(多選)1897年英國(guó)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(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子的結(jié)論，并求出了陰極射線的比荷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．湯姆孫用不同材料的陰極做試驗(yàn)，并探討光電效應(yīng)等現(xiàn)象，說明電子是原子的組成部分，是比原子更小的基本的物質(zhì)單元答案AD解析湯姆孫采納陰極射線管裝置，通過提高放電管的真空度而取得了勝利，湯姆孫不僅使陰極射線在磁場(chǎng)中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而且還使它在電場(chǎng)中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由此進(jìn)一步證明了陰極射線是帶負(fù)電的粒子流的結(jié)論，他運(yùn)用試驗(yàn)測(cè)出陰極射線粒子的電荷與質(zhì)量的比值，也就是比荷。由此發(fā)覺了電子，A正確，B錯(cuò)誤。質(zhì)子質(zhì)量是電子的1836倍，C錯(cuò)誤。發(fā)覺電子后，湯姆孫又探討了光電效應(yīng)、熱離子放射效應(yīng)和β射線等，得出電子是原子的組成部分，D正確。4．(陰極射線)陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖所示。若要使射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)為()A．平行于紙面對(duì)左B．平行于紙面對(duì)上C．垂直于紙面對(duì)外D．垂直于紙面對(duì)里答案C解析由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線向右傳播，說明電子的運(yùn)動(dòng)方向向右，相當(dāng)于存在向左的電流，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面對(duì)上，由此可知磁場(chǎng)方向應(yīng)為垂直于紙面對(duì)外，故C正確。5．(電子發(fā)覺的意義)(多選)關(guān)于電子的發(fā)覺，下列說法正確的是()A．電子的發(fā)覺，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)覺，說明原子具有肯定的結(jié)構(gòu)C．在電子被人類發(fā)覺前，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D．電子帶負(fù)電，使人們意識(shí)到原子內(nèi)應(yīng)當(dāng)還有帶正電的部分答案BCD解析發(fā)覺電子時(shí)，人們對(duì)原子的結(jié)構(gòu)仍舊不清晰，但人們意識(shí)到電子應(yīng)當(dāng)是原子的組成部分，原子具有肯定的結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤，B正確；在電子被人類發(fā)覺前，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒，C正確；原子對(duì)外顯電中性，而電子帶負(fù)電，使人們意識(shí)到，原子中應(yīng)當(dāng)還有帶正電的部分，D正確。6．(電子比荷的測(cè)定)如圖所示，電子以初速度v0從O點(diǎn)沿OO′進(jìn)入長(zhǎng)為l、板間距離為d、電勢(shì)差為U的平行板電容器中，出電場(chǎng)時(shí)打在屏上P點(diǎn)，經(jīng)測(cè)量O′、P的距離為y0，求電子的比荷。答案eq\f(2dy0v\o\al(2,0),Ul2)解析由于電子進(jìn)入電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)線方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿意y0＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(e\f(U,d),m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,v0)))2＝eq\f(eUl2,2mdv\o\al(2,0))，則eq\f(e,m)＝eq\f(2dy0v\o\al(2,0),Ul2)。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練7．(陰極射線)(多選)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是()A．若在D1、D2之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點(diǎn)B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面對(duì)里的磁場(chǎng)，則陰極射線不偏轉(zhuǎn)答案AC解析試驗(yàn)證明，陰極射線是電子，它在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，C正確，B錯(cuò)誤。加上磁場(chǎng)時(shí)，電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。當(dāng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，電子所受的重力可以忽視不計(jì)，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A正確。8．(空氣的導(dǎo)電性能)(多選)關(guān)于空氣導(dǎo)電性能，下列說法正確的是()A．空氣導(dǎo)電，是空氣分子中有的帶正電，有的帶負(fù)電，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?，是空氣分子在射線或強(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．空氣變得越淡薄，越簡(jiǎn)單發(fā)出輝光答案BD解析空氣是混合氣體，通常狀況下，空氣是絕緣體，但在射線、受熱或強(qiáng)電場(chǎng)作用下，空氣被電離才具有導(dǎo)電功能?？諝饷芏容^大時(shí)，電離的自由電荷很簡(jiǎn)單與其他空氣分子碰撞，正、負(fù)離子重新復(fù)合，難以形成穩(wěn)定電流，電離后的自由電荷在淡薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好，B、D正確。9．(陰極射線管)(多選)陰極射線管中加高電壓的作用是()A．使管內(nèi)氣體電離B．使管內(nèi)正離子加速撞擊陰極產(chǎn)生陰極射線C．電弧放電D．使電子減速答案AB解析陰極射線管加上高電壓時(shí)，管中殘存氣體分子被電離成正離子和電子分別向兩極運(yùn)動(dòng)，正離子在電場(chǎng)加速下撞擊陰極而使陰極釋放出更多電子形成陰極射線，A、B正確。10．(電荷量)密立根用噴霧的方法獲得了帶電液滴，然后把這些帶有不同電荷量和質(zhì)量的液滴置于電場(chǎng)中，通過電場(chǎng)力和重力平衡的方法最終測(cè)得了帶電液滴帶的電荷量。某次測(cè)量中，他得到了如下數(shù)據(jù)，則可得出結(jié)論為：______________________________________。液滴編號(hào)電荷量/C16.41×10－1929.70×10－1931.6×10－1944.82×10－19……答案電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍解析元電荷是電荷量的最小值，最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用試驗(yàn)測(cè)得。分析表格數(shù)據(jù)可知電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。11．(綜合)如圖所示為一種可用于測(cè)量電子電荷量e與質(zhì)量m比值eq\f(e,m)的陰極射線管，管內(nèi)處于真空狀態(tài)。圖中L是燈絲，當(dāng)接上電源時(shí)可放射電子。A是中心有小圓孔的金屬板，當(dāng)L和A間加上電壓時(shí)(其電壓值比燈絲電壓大許多)，電子將被加速并沿圖中虛直線所示的路徑到達(dá)熒光屏S上的O點(diǎn)，發(fā)出熒光。P1、P2為兩塊平行于虛直線的金屬板，已知兩板間距為d。在虛線所示的橢圓形區(qū)域內(nèi)可施加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面對(duì)外。a、b1、b2、C1、C2都是固定在管殼上的金屬引線。E1、E2、E3是三個(gè)電壓可調(diào)并可讀出其電壓值的直流電源。(1)試在圖中畫出三個(gè)電源與陰極射線管的有關(guān)引線的連線；(2)導(dǎo)出計(jì)算eq\f(e,m)的表達(dá)式。要求用應(yīng)測(cè)物理量及題給已知量表示。答案(1)見解析(2)eq\f(e,m)＝eq\f(E\o\al(2,3),2E2B2d2)解析(1)在b1、b2間接E1作為燈絲的加熱電源，對(duì)于電源的極性沒有要求；在a、b2間接E2作為加速電壓，要求a接E2的正極；在C1、C2間接E3作為速度選擇器的偏轉(zhuǎn)電壓，