2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時(shí)作業(yè)10電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫原子模型含解析魯科版選擇性必修3

PAGE5-課時(shí)分層作業(yè)(十)電子的發(fā)覺(jué)與湯姆孫原子模型(建議用時(shí)：25分鐘)◎考點(diǎn)一陰極射線(xiàn)的探討1．(多選)關(guān)于陰極射線(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．陰極射線(xiàn)帶負(fù)電B．陰極射線(xiàn)帶正電C．陰極射線(xiàn)的比荷比氫原子的比荷大D．陰極射線(xiàn)的比荷比氫原子的比荷小AC[由陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向可推斷其帶負(fù)電，A對(duì)；湯姆孫用試驗(yàn)測(cè)定，陰極射線(xiàn)比荷是氫原子比荷的近兩千倍，C對(duì)．]2．(多選)關(guān)于陰極射線(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．陰極射線(xiàn)就是淡薄氣體導(dǎo)電的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線(xiàn)是由陰極發(fā)出的電子流C．陰極射線(xiàn)是組成物體的原子D．陰極射線(xiàn)沿直線(xiàn)傳播，但可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)BD[陰極射線(xiàn)是由陰極發(fā)出的電子流，B正確，A錯(cuò)誤；電子是原子的組成部分，C錯(cuò)誤；電子可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，D正確．]3．陰極射線(xiàn)管中加高電壓的作用是()A．使管內(nèi)的氣體電離B．使陰極發(fā)出陰極射線(xiàn)C．使管內(nèi)障礙物的電勢(shì)上升D．使管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力做功使電子加速D[在陰極射線(xiàn)管中，陰極射線(xiàn)是由陰極處于炙熱狀態(tài)而放射出的電子流，B錯(cuò)誤；放射出的電子流通過(guò)高電壓加速后，獲得較高的能量，與玻璃管壁發(fā)生撞擊而產(chǎn)生熒光，故A、C錯(cuò)誤，D正確．]4．湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線(xiàn)的探討發(fā)覺(jué)了電子．如圖所示，把電子射線(xiàn)管(陰極射線(xiàn)管)放在蹄形磁鐵的兩極之間，可以視察到電子束偏轉(zhuǎn)的方向是()A．向下 B．向上C．向左 D．向右A[電子從陰極射向陽(yáng)極，依據(jù)左手定則，磁感線(xiàn)穿入手心，四指指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向，可知洛倫茲力的方向向下，則電子束向下偏轉(zhuǎn)．故A正確．]5．如圖是電子射線(xiàn)管示意圖，接通電源后，電子射線(xiàn)由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線(xiàn)．要使熒光屏上的亮線(xiàn)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(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向B[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(xiàn)向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知磁場(chǎng)方向應(yīng)沿y軸正方向；若所加電場(chǎng)使電子射線(xiàn)向下偏轉(zhuǎn)，所受電場(chǎng)力方向向下，則所加電場(chǎng)方向應(yīng)沿z軸正方向，由此可知B正確．]6．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量e＝1.60217733(49)×10－19CB．電子電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴試驗(yàn)”測(cè)出的C．湯姆孫油滴試驗(yàn)更重要的發(fā)覺(jué)是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍D．通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得電子的比荷及電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量BD[電子的電荷量是密立根通過(guò)“油滴試驗(yàn)”測(cè)出的，A、C錯(cuò)誤，B正確；測(cè)出比荷的值eq\f(e,m)和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故D正確．]7．(多選)關(guān)于電子的發(fā)覺(jué)，下列敘述正確的是()A．電子的發(fā)覺(jué)，說(shuō)明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)覺(jué)，說(shuō)明原子具有肯定的結(jié)構(gòu)C．電子是第一種被人類(lèi)發(fā)覺(jué)的微觀粒子D．電子的發(fā)覺(jué)，比較好地說(shuō)明白物體的帶電現(xiàn)象BCD[發(fā)覺(jué)電子之前，人們認(rèn)為原子是不行再分的最小粒子，電子的發(fā)覺(jué)，說(shuō)明原子有肯定的結(jié)構(gòu)，B正確；電子是人類(lèi)發(fā)覺(jué)的第一種微觀粒子，C正確；物體帶電的過(guò)程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過(guò)程，D正確．]8．(多選)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．若在D1、D2之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，則陰極射線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)打到右端的P2點(diǎn)ACD[試驗(yàn)證明，陰極射線(xiàn)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)，選項(xiàng)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)，選項(xiàng)D正確．當(dāng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，由于電子所受的重力可以忽視不計(jì)，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確．]◎考點(diǎn)二湯姆孫原子結(jié)構(gòu)模型9．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．湯姆孫探討陰極射線(xiàn)，用測(cè)定粒子比荷的方法發(fā)覺(jué)了電子B．電子的發(fā)覺(jué)證明白原子是可分的C．湯姆孫認(rèn)為原子里面帶正電荷的物質(zhì)應(yīng)充斥整個(gè)原子，而帶負(fù)電的電子，則鑲嵌在球體的某些固定位置D．湯姆孫原子模型是正確的ABC[通過(guò)物理學(xué)史可知，選項(xiàng)A正確；依據(jù)電子發(fā)覺(jué)的重要意義可得，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C描述的是湯姆孫原子模型，選項(xiàng)C正確；湯姆孫原子模型本身是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．](建議用時(shí)：15分鐘)10．如圖所示，從正離子源放射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，發(fā)覺(jué)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線(xiàn)穿過(guò)電場(chǎng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．增大電場(chǎng)強(qiáng)度EB．減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BC．減小加速電壓U，增大電場(chǎng)強(qiáng)度ED．適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣D[正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，受到的電場(chǎng)力F＝qE，方向向上，受到的洛倫茲力F洛＝qvB，方向向下，離子向上偏，說(shuō)明電場(chǎng)力大于洛倫茲力，要使離子沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，須qE＝qvB，則可使洛倫茲力增大或電場(chǎng)力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，選項(xiàng)D正確．]11．(多選)如圖所示是陰極射線(xiàn)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線(xiàn)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(xiàn)，熒光屏被陰極射線(xiàn)轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可以使陰極射線(xiàn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說(shuō)法正確的是()A．假如偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈中沒(méi)有電流，則陰極射線(xiàn)應(yīng)當(dāng)打在熒光屏正中的O點(diǎn)B．假如要使陰極射線(xiàn)在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面對(duì)里C．假如要使陰極射線(xiàn)在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面對(duì)里D．假如要使陰極射線(xiàn)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(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)先由小到大，再由大到小AC[偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈中沒(méi)有電流，陰極射線(xiàn)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，打在O點(diǎn)，A正確；由陰極射線(xiàn)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)先由大變小，再由小變大，故D錯(cuò)誤．]12．為了測(cè)定帶電粒子的比荷eq\f(q,m)，讓這個(gè)帶電粒子垂直電場(chǎng)方向飛進(jìn)平行金屬板間，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，在通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的兩金屬板間后，測(cè)得偏離入射方向的距離為d，假如在兩板間加垂直于電場(chǎng)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于粒子的入射方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則粒子恰好不偏離原來(lái)的方向，求eq\f(q,m)為多少？[解析]設(shè)帶電粒子以速度v0垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，則d＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qE,2m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,v0)))eq\s\up12(2)， ①此帶電粒子垂直入射到正交的電磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由平衡條件qE＝qv0B，得v0＝eq\f(E,B)， ②由①②兩式得eq\f(qEL2,2md)＝eq\f(E2,B2)，解得eq\f(q,m)＝eq\f(2Ed,B2L2)．[答案]eq\f(2Ed,B2L2)13．在湯姆孫測(cè)陰極射線(xiàn)比荷的試驗(yàn)中，采納了如圖所示的陰極射線(xiàn)管，從C出來(lái)的陰極射線(xiàn)經(jīng)過(guò)A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的D、G平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、G間加上方向向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，陰極射線(xiàn)將向上偏轉(zhuǎn)；假如再利用通電線(xiàn)圈在D、G電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà))，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，陰極射線(xiàn)向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問(wèn)題：(1)說(shuō)明陰極射線(xiàn)的電性；(2)說(shuō)明圖中磁場(chǎng)的方向；(3)依據(jù)L、E、B和θ，求出陰極射線(xiàn)的比荷．[解析](1)由于陰極射線(xiàn)向上偏轉(zhuǎn)，因此受電場(chǎng)力方向向上，又由于勻強(qiáng)電場(chǎng)方向向下，則電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反，所以陰極射線(xiàn)帶負(fù)電．(2)由于所加磁場(chǎng)使陰極射線(xiàn)受到向下的洛倫茲力，且洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，由左手定則可得磁場(chǎng)的方向垂