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(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE5-電子的發(fā)覺[A組素養(yǎng)達(dá)標(biāo)]1．(多選)英國物理學(xué)家湯姆孫通過對(duì)陰極射線的試驗(yàn)探討發(fā)覺()A．陰極射線在電場中偏向正極板一側(cè)B．陰極射線在磁場中受力狀況跟正電荷受力狀況相同C．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同D．湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量解析：陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場中偏向正極板一側(cè)，A正確．由于電子帶負(fù)電，所以其在磁場中受力狀況與正電荷不同，B錯(cuò)誤．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C錯(cuò)誤．在湯姆孫試驗(yàn)證明陰極射線就是帶負(fù)電的電子流時(shí)并未得出電子的電荷量，最早測出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根，D正確．答案：AD2．(多選)關(guān)于空氣的導(dǎo)電性能，下列說法正確的是()A．空氣能夠?qū)щ姡驗(yàn)榭諝夥肿又杏械膸д?，有的帶?fù)電，在強(qiáng)電場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．空氣密度變得淡薄，簡單發(fā)出輝光解析：空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常狀況下，氣體分子不帶電(顯中性)，是較好的絕緣體，但在射線、受熱及強(qiáng)電場作用下，空氣分子被電離，才具有導(dǎo)電功能，且空氣密度較大時(shí)，電離的自由電荷很簡單與其他空氣分子碰撞，正、負(fù)電荷重新復(fù)合，難以形成穩(wěn)定的放電電流，而電離后的自由電荷在淡薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好．綜上所述，B、D正確．答案：BD3．向熒光屏上看去，電子向我們飛來，在偏轉(zhuǎn)線圈中通以如圖所示的電流，電子的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)?)A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：依據(jù)安培定則，環(huán)形磁鐵右側(cè)為N極、左側(cè)為S極，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生水平向左的勻強(qiáng)磁場，利用左手定則可知，電子向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確．答案：A4．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是()A．陰極射線的本質(zhì)是紫外線B．陰極射線的本質(zhì)是紅外線C．陰極射線的本質(zhì)是X射線D．陰極射線的本質(zhì)是電子流解析：陰極射線的本質(zhì)是帶電的粒子流，即電子流，故選項(xiàng)D正確．答案：D5．下列試驗(yàn)現(xiàn)象中，支持陰極射線是帶電微粒觀點(diǎn)的是()A．陰極射線可以透過薄鋁片B．陰極射線通過電場或磁場時(shí)，要產(chǎn)生相應(yīng)偏轉(zhuǎn)C．陰極射線透過鎳單晶時(shí)，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D．陰極射線轟擊熒光物質(zhì)，發(fā)出熒光解析：陰極射線通過電場或磁場時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明它是帶電的粒子，不是不帶電的電磁波，只有選項(xiàng)B正確．答案：B6．如圖是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采納的是()A．加一磁場，磁場方向沿z軸負(fù)方向B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C．加一電場，電場方向沿z軸負(fù)方向D．加一電場，電場方向沿y軸正方向解析：由于電子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，若所受洛倫茲力向下，使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知磁場方向應(yīng)沿y軸正方向；若加電場使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，所受電場力方向向下，則所加電場方向應(yīng)沿z軸正方向，由此可知B正確．答案：B7．(多選)如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能放射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說法正確的是()A．假如偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應(yīng)當(dāng)打在熒光屏正中的O點(diǎn)B．假如要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面對(duì)里C．假如要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面對(duì)里D．假如要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)先由小到大，再由大到小解析：偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運(yùn)動(dòng)，打在O點(diǎn)，A正確．由陰極射線的電性及左手定則可知B錯(cuò)誤，C正確．由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先向里由大變小，再向外由小變大，故D錯(cuò)誤．答案：AC8.如圖所示，電子以初速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入長為l、板間距離為d、電勢差為U的平行板電容器中，出電場時(shí)打在屏上P點(diǎn)，經(jīng)測量O′P距離為Y0，求電子的比荷．解析：由于電子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，沿電場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\f(l,v0))2＝eq\f(eUl2,2dmv\o\al(2,0))，則eq\f(e,m)＝eq\f(2dY0v\o\al(2,0),Ul2).答案：eq\f(2dY0v\o\al(2,0),Ul2)[B組素養(yǎng)提升]9．(多選)關(guān)于電荷量，下列說法正確的是()A．電子的電荷量是由密立根油滴試驗(yàn)測得的B．物體所帶電荷量可以是隨意值C．物體所帶電荷量最小值為1.6×10－19D．物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍解析：密立根的油滴試驗(yàn)測出了電子的電荷量為1.6×10－19C，并提出了電荷量子化的觀點(diǎn)，因而A、C對(duì)，B錯(cuò)；任何物體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，故D對(duì)．答案：ACD10．(多選)對(duì)于如圖所示的試驗(yàn)裝置，下列說法正確的是()A．這是檢驗(yàn)陰極射線是否帶電的試驗(yàn)裝置B．密立根首次視察到陰極射線C．湯姆孫確定了組成陰極射線的粒子是電子D．赫茲認(rèn)為陰極射線是一種電磁波解析：1897年湯姆孫利用題圖的試驗(yàn)裝置，確定了組成陰極射線的粒子是電子，A、C正確；1858年普呂克爾首次視察到陰極射線，B錯(cuò)誤；赫茲認(rèn)為陰極射線是一種電磁波，D正確．答案：ACD11.如圖所示，電子由靜止從O點(diǎn)經(jīng)電場U加速后垂直射入勻強(qiáng)磁場B，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在MN板的P點(diǎn)，射入點(diǎn)到P點(diǎn)的距離為d，求電子的比荷eq\f(q,m)的表達(dá)式．(不考慮電子的重力)解析：設(shè)電子的電荷量為q、質(zhì)量為m，在加速電場U中加速的過程，依據(jù)動(dòng)能定理，有qU＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(\f(2qU,m)).垂直進(jìn)入磁場后，電子受到的洛倫茲力供應(yīng)向心力，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故有qvB＝eq\f(mv2,R)，由題意知R＝eq\f(d,2)，由以上各式整理可得電子的比荷為eq\f(q,m)＝eq\f(8U,B2d2).答案：eq\f(8U,B2d2)[C組學(xué)霸沖刺]12.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(gè)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上加有完全相同的正弦式溝通電壓，溝通電壓的頻率為f.C1、C2之間的距離為L.選擇頻率f使電子打在熒光屏上的亮點(diǎn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此可測得電子的比荷eq\f(e,m)為多少？解析：設(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，電子經(jīng)電場加速以后的速度為v0，依據(jù)動(dòng)能定理得eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)要使電子通過電容器C1、C2后打在熒光屏上的亮點(diǎn)不發(fā)生