2024-2025學年新教材高中物理課時作業(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-課時分層作業(yè)(十)電子的發(fā)覺與湯姆孫原子模型(建議用時：25分鐘)◎考點一陰極射線的探討1．(多選)關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是()A．陰極射線帶負電B．陰極射線帶正電C．陰極射線的比荷比氫原子的比荷大D．陰極射線的比荷比氫原子的比荷小AC[由陰極射線在電場中的偏轉(zhuǎn)方向可推斷其帶負電，A對；湯姆孫用試驗測定，陰極射線比荷是氫原子比荷的近兩千倍，C對．]2．(多選)關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是()A．陰極射線就是淡薄氣體導電的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線是由陰極發(fā)出的電子流C．陰極射線是組成物體的原子D．陰極射線沿直線傳播，但可被電場、磁場偏轉(zhuǎn)BD[陰極射線是由陰極發(fā)出的電子流，B正確，A錯誤；電子是原子的組成部分，C錯誤；電子可被電場、磁場偏轉(zhuǎn)，D正確．]3．陰極射線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C．使管內(nèi)障礙物的電勢上升D．使管內(nèi)產(chǎn)生強電場，電場力做功使電子加速D[在陰極射線管中，陰極射線是由陰極處于炙熱狀態(tài)而放射出的電子流，B錯誤；放射出的電子流通過高電壓加速后，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錯誤，D正確．]4．湯姆孫通過對陰極射線的探討發(fā)覺了電子．如圖所示，把電子射線管(陰極射線管)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[電子從陰極射向陽極，依據(jù)左手定則，磁感線穿入手心，四指指向電子運動的反方向，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，在熒光屏上會看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)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軸負方向D．加一電場，電場方向沿y軸正方向B[由于電子沿x軸正方向運動，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沿y軸正方向；若所加電場使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，所受電場力方向向下，則所加電場方向應沿z軸正方向，由此可知B正確．]6．(多選)下列說法正確的是()A．湯姆孫精確地測出了電子電荷量e＝1.60217733(49)×10－19CB．電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴試驗”測出的C．湯姆孫油滴試驗更重要的發(fā)覺是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍D．通過試驗測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“油滴試驗”測出的，A、C錯誤，B正確；測出比荷的值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，下列敘述正確的是()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．電子是第一種被人類發(fā)覺的微觀粒子D．電子的發(fā)覺，比較好地說明白物體的帶電現(xiàn)象BCD[發(fā)覺電子之前，人們認為原子是不行再分的最小粒子，電子的發(fā)覺，說明原子有肯定的結(jié)構(gòu)，B正確；電子是人類發(fā)覺的第一種微觀粒子，C正確；物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程，D正確．]8．(多選)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法正確的是()A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應打到最右端的P1點B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面對里的磁場，則陰極射線打到右端的P2點ACD[試驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應偏向帶正電的極板一側(cè)，選項C正確，B錯誤；加上磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項D正確．當不加電場和磁場時，由于電子所受的重力可以忽視不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A正確．]◎考點二湯姆孫原子結(jié)構(gòu)模型9．(多選)下列說法正確的是()A．湯姆孫探討陰極射線，用測定粒子比荷的方法發(fā)覺了電子B．電子的發(fā)覺證明白原子是可分的C．湯姆孫認為原子里面帶正電荷的物質(zhì)應充斥整個原子，而帶負電的電子，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[通過物理學史可知，選項A正確；依據(jù)電子發(fā)覺的重要意義可得，選項B正確；選項C描述的是湯姆孫原子模型，選項C正確；湯姆孫原子模型本身是錯誤的，選項D錯誤．](建議用時：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加速后進入相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，發(fā)覺離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場，則下列說法正確的是()A．增大電場強度EB．減小磁感應強度BC．減小加速電壓U，增大電場強度ED．適當?shù)丶哟蠹铀匐妷篣D[正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域中，受到的電場力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，說明電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運動，須qE＝qvB，則可使洛倫茲力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應強度B，選項D正確．]11．(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．顯像管中有一個陰極，工作時它能放射陰極射線，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，則陰極射線應當打在熒光屏正中的O點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，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應當垂直紙面對里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，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應當垂直紙面對里D．假如要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點向A點移動，則偏轉(zhuǎn)磁場強度應當先由小到大，再由大到小AC[偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運動，打在O點，A正確；由陰極射線的電性及左手定則可知B錯誤，C正確；由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應強度應先由大變小，再由小變大，故D錯誤．]12．為了測定帶電粒子的比荷eq\f(q,m)，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，磁感應強度大小為B，則粒子恰好不偏離原來的方向，求eq\f(q,m)為多少？[解析]設(shè)帶電粒子以速度v0垂直電場方向進入勻強電場，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區(qū)域時不發(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．在湯姆孫測陰極射線比荷的試驗中，采納了如圖所示的陰極射線管，從C出來的陰極射線經(jīng)過A、B間的電場加速后，水平射入長度為L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、場強為E的勻強電場，陰極射線將向上偏轉(zhuǎn)；假如再利用通電線圈在D、G電場區(qū)加上一垂直紙面的磁感應強度為B的勻強磁場(圖中未畫)，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問題：(1)說明陰極射線的電性；(2)說明圖中磁場的方向；(3)依據(jù)L、E、B和θ，求出陰極射線的比荷．[解析](1)由于陰極射線向上偏轉(zhuǎn)，因此受電場力方向向上，又由于勻強電場方向向下，則電場力的方向與電場方向相反，所以陰極射線帶負電．(2)由于所加磁場使陰極射線受到向下的洛倫茲力，且洛倫茲力與電場力平衡，由左手定則可得磁場的方向垂