2024-2025學(xué)年高中物理第十八章1電子的發(fā)現(xiàn)練習(xí)含解析新人教版選修3-5

PAGEPAGE61電子的發(fā)覺基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于陰極射線的實質(zhì),下列說法正確的是()A.陰極射線實質(zhì)是氫原子B.陰極射線實質(zhì)是電磁波C.陰極射線實質(zhì)是電子D.陰極射線實質(zhì)是X射線答案:C2.下列試驗現(xiàn)象中,支持陰極射線是帶電微粒觀點的是()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要產(chǎn)生相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)C.陰極射線透過鎳單晶時產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D.陰極射線轟擊熒光物質(zhì)時發(fā)出熒光解析:X射線不帶電且有較強的穿透實力,也可以透過薄鋁片,因此陰極射線可以透過薄鋁片不能說明陰極射線是帶電微粒,故A錯誤;陰極射線是電子流,電子帶負電,因此可通過電場或磁場偏轉(zhuǎn)來確定陰極射線是帶電微粒,故B正確;只要具有波的特性,就能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,故C錯誤;紫外線照耀熒光物質(zhì)時也會發(fā)出熒光,不能證明陰極射線是帶電微粒,故D錯誤。答案:B3.如圖所示,在陰極射線管正上方平行放一條通有強電流的長直導(dǎo)線,則陰極射線將()A.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) B.向紙外偏轉(zhuǎn)C.向下偏轉(zhuǎn) D.向上偏轉(zhuǎn)解析:陰極射線是帶負電的電子,由安培定則和左手定則可推斷陰極射線向上偏轉(zhuǎn)。答案:D4.(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B.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:電荷是量子化的,即任何電荷只能是e的整數(shù)倍D.通過試驗測出電子的比荷和電子電荷量e的值,就可以確定電子的質(zhì)量答案:BD5.(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,有的帶負電,在強電場作用下向相反方向運動的結(jié)果B.空氣能夠?qū)щ?是空氣分子在射線或強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.空氣密度變得越淡薄,越簡單發(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,電離的自由電荷很簡單與其他空氣分子碰撞,正、負電荷又重新復(fù)合,難以形成穩(wěn)定的放電電流,電離后的自由電荷在淡薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好,綜上所述,正確選項為B、D。答案:BD6.(多選)下圖是密立根油滴試驗的示意圖。油滴從噴霧器嘴噴出,落到圖中的勻強電場中,調(diào)整兩板間的電壓,通過顯微鏡視察到某一油滴靜止在電場中。下列說法正確的是()A.油滴帶負電B.油滴質(zhì)量可通過天平來測量C.只要測出兩板間的距離和電壓就能求出油滴所帶的電荷量D.該試驗測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍解析:由題圖知,電容器板間電場方向向下,油滴所受的電場力方向向上,則知油滴帶負電,故A正確;油滴的質(zhì)量很小,不能通過天平測量,故B錯誤;依據(jù)油滴受力平衡得mg=qE=qUd,得q=mgdU,所以要測出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴所帶的電荷量,故答案:AD7.陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的粒子流,這些粒子是。若加在陰極射線管內(nèi)兩個電極的電壓為1.6×106V,電子離開陰極表面時的速度為零,則電子到達陽極時的速度v=m/s。

解析:陰極射線是電子,由eU=12me答案:電子7.5×1088.在電場強度為1.92×105N/C的勻強電場中,一半徑為1.64×10-4cm、密度為0.851g/cm3的油滴恰能懸浮。則油滴的電荷量是電子的多少倍?解析:小油滴質(zhì)量為m=ρV=ρ·4小油滴懸浮在電場中,由力的平衡條件得mg=qE,即q=ρ=0=8.02×10-19C。小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)是n=答案:5實力提升1.(多選)1897年英國物理學(xué)家J.J.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和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子的結(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.湯姆孫通過對用不同材料作陰極發(fā)出的射線的探討,說明電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單元解析:湯姆孫探討陰極射線發(fā)覺了電子,并求出了電子的電荷,選項A正確,選項B錯誤。電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的11836,選項C錯誤。湯姆孫證明白電子是原子的組成部分答案:AD2.(多選)關(guān)于密立根油滴試驗的科學(xué)意義,下列說法正確的是()A.測得了電子的電荷量B.提出了電荷分布的量子化觀點C.為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻D.為人類進一步探討原子的結(jié)構(gòu)供應(yīng)了肯定的理論依據(jù)解析:密立根油滴試驗測出了電子的電荷量,提出了電荷分布的量子化觀點。答案:ABCD3.(多選)下圖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(yīng)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(yīng)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(yīng)向上偏轉(zhuǎn)D.若在D1、D2之間加上垂直紙面對里的磁場,則陰極射線不偏轉(zhuǎn)解析:試驗證明,陰極射線是電子,它在電場中偏轉(zhuǎn)時應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè),可知選項C正確,B錯誤;加上磁場時,電子在磁場中受洛倫茲力作用,要發(fā)生偏轉(zhuǎn),因而選項D錯誤;當(dāng)不加電場和磁場時,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。答案:AC4.(多選)右圖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(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)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)磁場的磁感應(yīng)強度應(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=mvqB可知,B越小,R越大,故磁感應(yīng)強度應(yīng)先由大變小,再由小變大答案:AC5.★示波管中電子槍的原理示意圖如圖所示,示波管內(nèi)被抽成真空,A為放射熱電子的陰極,K為接在高電勢點的加速陽極,A、K間電壓為U,電子離開陰極時的速度可以忽視,電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出時的速度大小為v。下面的說法正確的是()A.假如A、K間距離減半而電壓仍為U不變,則電子離開K時的速度變?yōu)?vB.假如A、K間距離減半而電壓仍為U不變,則電子離開K時的速度變?yōu)関C.假如A、K間距離保持不變而電壓減半,則電子離開K時的速度變?yōu)関D.假如A、K間距離保持不變而電壓減半,則電子離開K時的速度變?yōu)?解析:對電子從A到K的過程應(yīng)用動能定理得Ue=12mv2-0,所以電子離開K時的速度取決于A、K之間電壓的大小,選項A、B錯誤;假如電壓減半答案:D6.密立根油滴試驗裝置如圖所示。在A板上方用噴霧器將油滴噴出,噴出的油滴因摩擦而帶負電,若干油滴從板上的一個小孔中落下。已知A、B板間的電壓為U、間距為d時,油滴恰好靜止。撤去電場后油滴緩緩下落,最終測出油滴以速度v勻速運動,已知空氣阻力正比于速度:F=kv,則油滴所帶的電荷量q=。

某次試驗得到q的測量值見下表(單位:10-19C)6.418.019.6511.2312.83分析這些數(shù)據(jù)可知:

。

解析:由mg-Eq=0,mg-kv=0,E=Ud,解得q=kvdU。分析表中數(shù)據(jù),發(fā)覺油滴帶的電荷量是1.60×10-19C的整數(shù)倍,故電荷的最小電荷量為1答案:kvd7.如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場方向垂直于xOy平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強度為B,一帶負電的粒子以速度v0從O點射入磁場,入射方向在xOy平面內(nèi),與x軸正方向的夾角為θ。若粒子射出磁場的位置與O點距離為l,求該粒子的比荷q解析:由圓的對稱性可知,帶電粒子離開x軸時與軸的夾角也是θ,依據(jù)幾何學(xué)問可知,粒子運動的圓弧所夾的圓心角為2θ。由幾何學(xué)問得,軌道半徑為R=又R=答案:28.★在探討性學(xué)習(xí)中,某同學(xué)設(shè)計了一個測定帶電粒子比荷的試驗,其試驗裝置如圖所示。ABCD是一個長方形盒子,在AD邊和CD邊上各開有小孔F和E,E是CD邊上的中點,熒光屏M貼著CD放置,能顯示從E孔射出的粒子落點位置。盒子內(nèi)有一方向垂直于ABCD平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。粒子源不斷地放射相同的帶電粒子,粒子的初速度可以忽