2024-2025學(xué)年高中物理分層訓(xùn)練六電子的發(fā)現(xiàn)含解析新人教版選修3-5

PAGE5-分層訓(xùn)練(六)電子的發(fā)覺[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是()A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子流D．陰極射線本質(zhì)是X射線2．從陰極射線管放射出的一束電子，通過圖示的磁場(chǎng)，以下四幅圖中能正確描繪電子偏轉(zhuǎn)狀況的是()3．(多選)關(guān)于密立根“油滴試驗(yàn)”的科學(xué)意義，下列說法正確的是()A．測(cè)得了電子的電荷量B．首先測(cè)得了電子的比荷C．為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻(xiàn)D．為人類進(jìn)一步探討原子的結(jié)構(gòu)供應(yīng)了肯定的理論依據(jù)4．電子所帶電荷量最早是由美國物理學(xué)家密立根測(cè)得的，他依據(jù)試驗(yàn)中視察到帶電油滴懸浮在電場(chǎng)中，即油滴所受靜電力和重力平衡，得出油滴的電荷量．某次試驗(yàn)中測(cè)得多個(gè)油滴所帶電荷量Q如表(單位10－19C6.418.019.6511.2314.4817.6620.62…A.密立根通過試驗(yàn)發(fā)覺了電子B．密立根通過試驗(yàn)證明白電子帶負(fù)電C．在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，油滴所帶電荷量之差相等D．在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，油滴所帶電荷量是1.6×10－19C5．(多選)如圖，將一陰極射線管置于一通電螺線管的左側(cè)，則()A．通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向左B．通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右C．陰極射線管中的電子束將向紙面外偏轉(zhuǎn)D．陰極射線管中的電子束將向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)[實(shí)力提升練]6．如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后水平進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)覺電子流向上極板偏轉(zhuǎn)．設(shè)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.欲使電子沿直線從電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域通過，只實(shí)行下列措施，其中可行的是()A．適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度EB．適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BC．適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離D．適當(dāng)減小加速電壓U7．帶電粒子的比荷eq\f(q,m)是一個(gè)重要的物理量．某中學(xué)物理愛好小組設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)，探究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，以求得電子的比荷，試驗(yàn)裝置如圖所示．(1)他們的主要試驗(yàn)步驟如下：A．在兩極板M1MB．在M1M2兩極板間加合適的電場(chǎng)，加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)整增大，使熒屏上的亮點(diǎn)漸漸向熒屏下方偏移，直到熒屏上恰好看不見亮點(diǎn)為止，登記此時(shí)外加電壓為C．保持步驟B中的電壓U不變，對(duì)M1M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)(2)依據(jù)上述試驗(yàn)步驟，同學(xué)們正確地推算出電子的比荷與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的關(guān)系為eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2d2).一位同學(xué)說，這表明電子的比荷大小將由外加電壓確定，外加電壓越大，則電子的比荷越大．你認(rèn)為他的說法正確嗎？為什么？分層訓(xùn)練(六)電子的發(fā)覺1．解析：陰極射線是原子受激放射出的電子流，關(guān)于陰極射線是電磁波、X射線都是在探討陰極射線過程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的．答案：C2．解析：電子束從陰極射出，依據(jù)左手定則，伸開左手，磁感線穿過手心，四指指向電子運(yùn)動(dòng)的相反方向，拇指指向洛倫茲力方向，推斷得知電子所受的洛倫茲力方向向下，則電子束向下偏轉(zhuǎn)，故B正確．答案：B3．解析：密立根通過油滴試驗(yàn)測(cè)定了電子電量并發(fā)覺電荷是量子化的．測(cè)定了e值，結(jié)合比荷，進(jìn)一步可以確定電子質(zhì)量，電子的比荷是由湯姆孫首先測(cè)出的．答案：ACD4．解析：分析這些數(shù)據(jù)可知油滴所帶電荷量是元電荷的整數(shù)倍．密立根試驗(yàn)測(cè)得了元電荷的數(shù)值，即1.6×10－19C答案：D5．解析：依據(jù)安培定則，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向向左，故選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；陰極射線管所處位置磁場(chǎng)方向向左，依據(jù)左手定則知，電子所受的洛倫茲力方向垂直紙面對(duì)里，則陰極射線管中的電子束將向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．答案：AD6．解析：A對(duì)：要使粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故Eq＝qvB.依據(jù)左手定則可知電子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，故電子向上極板偏轉(zhuǎn)的緣由是電場(chǎng)力大于洛倫茲力，所以要么增大洛倫茲力，要么減小電場(chǎng)力．適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度E，即可以減小電場(chǎng)力．B錯(cuò)：適當(dāng)減小磁感強(qiáng)度B，可以減小洛倫茲力．C錯(cuò)：適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離，依據(jù)eU＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2eU,m))，由于粒子兩者間的電壓沒有變更，所以電子進(jìn)入磁場(chǎng)的速率沒有變更，因此沒有變更電場(chǎng)力和洛倫茲力的大小．D錯(cuò)：依據(jù)eU＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2eU,m))，適當(dāng)減小加速電壓U，可以減小電子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度v，從而減小洛倫茲力．答案：A7．解析：(1)步驟B中電子在M1、M2兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)增大兩極板間電壓時(shí)，電子在兩極板間的偏轉(zhuǎn)位移增大．當(dāng)在熒屏上看不到亮點(diǎn)時(shí)，電子剛好打在下極板M2靠近熒屏端的邊緣，假設(shè)M1、M2兩極板間距離為L(zhǎng)，則偏轉(zhuǎn)量為eq\f(L,2)，則eq\f(L,2)＝eq\f(Uq,2Lm)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,v)))2，eq\f(q,m)＝eq\f(L2v2,Ud2).①由此可以看出，步驟B的目的是使電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)位移成為已知量，就可以表示出比荷了．步驟C加上磁場(chǎng)后電子不偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力等于洛倫茲力，且洛倫茲力方向向上，由左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)外．(2)由電場(chǎng)力等于洛倫茲力得eq\f(Uq,L)＝Bqv，解得v＝eq\f(U,BL)②將②式代入①式得eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2d2)③由此可以看出，當(dāng)U增大時(shí)，B必定也要增大，即eq\f(U,B2d