2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构新人教版选修3-5

1 第 1 节 电子的发现 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1关于阴极射线的本质，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140252 A阴极射线的本质是紫外线 B阴极射线的本质是红外线 C阴极射线的本质是 X 射线 D阴极射线的本质是电子流 答案：D 解析：阴极射线的本质是带电的粒子流，即电子流。故 D 项正确。 2关于阴极射线，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140253 A阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象 B阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流 C阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的 D阴极射线就是 X 射线 答案：C 解析：阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，故 A、B 错；最早由德国物理学家 戈德斯坦在 1876 年提出并命名为阴极射线，故 C 对；阴极射线本质是电子流，故 D 错。 3关于电荷的电荷量，下列说法错误的是 ( )导 学 号 96140254 A电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的 B物体所带电荷量可以是任意值 C物体所带电荷量最小值为 1.61019 C D物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 答案：B 解析：密立根油滴实验测出了电子的电荷量为 1.61019 C，并提出了电荷量子化的 观点，因而 A、C 对，B 错；任何物体的电荷量都是 e 的整数倍，故 D 对，因此选 B。 41897 年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父” ，下列关于电子的说 法正确的是 ( )导 学 号 96140255 A汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论， 并求出了阴极射线的比荷 B汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子 C电子的质量是质子质量的 1836 倍 D汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效应等现象，说明电子 是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元 2 答案：AD 解析：汤姆孙和他的学生测出阴极射线的电荷及比荷。 5如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿 x 轴正方向射出，在荧 光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下( z 轴负方向)偏转，在下列措施中可采 用的是 ( )导 学 号 96140256 A加一磁场，磁场方向沿 z 轴正方向 B加一磁场，磁场方向沿 y 轴正方向 C加一电场，电场方向沿 z 轴正方向 D加一电场，电场方向沿 y 轴正方向 答案：BC 解析：由于电子沿 x 轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由 左手定则可知磁场方向应沿 y 轴正方向；若加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向 向下，电场方向沿 z 轴正方向。 6关于空气的导电性能，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140257 A空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向 运动 B空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的结果 C空气密度越大，导电性能越好 D空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光 答案：BD 解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)， 是较好的绝缘体。但在射线、受热或强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能， 且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合， 难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在稀薄空气中导电性能更好，故选项 B、D 正确。 二、非选择题 7如图所示，让一束均匀的阴极射线垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感应强度 B 和电场强度 E，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其 半径为 R，求阴极射线中带电粒子的比荷。 导 学 号 96140258 3 答案： qm ERB2 解析：因为带电粒子不偏转，所以受到的电场力与洛伦兹力平衡，即 qE qBv，所以 v EB 撤去电场后，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 qvB m v2R 所以，其半径为 R mv/qB。 所以 。 qm ERB2 能力提升 一、选择题(1 题为单选题，2、3 题为多选题) 1向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通过如图所示的电流，电子的偏 转方向为 ( )导 学 号 96140259 A向上 B向下 C向左 D向右 答案：A 解析：根据安培定则，环形磁铁右侧为 N 极、左侧为 S 极，在环内产生水平向左的匀 强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项 A 正确。 2如图所示，关于高压的真空管，下列说法中正确的是( ) A加了高压的真空管中可以看到辉光现象 B a 为负极， b 为正极 C U1为高压电源， U2为低压电源 D甲为环状物，乙为荧光中出现的阴影 4 答案：BD 解析：真空中不能发生辉光放电。 U1为低压电源， U2为高压电源。 3如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导 线 AB 时，发现射线径迹下偏，则 ( )导 学 号 96140260 A导线中的电流由 A 流向 B B导线中的电流由 B 流向 A C若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变 AB 中的电流方向来实现 D电子束的径迹与 AB 中的电流方向无关 答案：BC 解析：解答此题注意几点： 阴极射线的粒子带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里。 由安培定则判定 AB 中电流的方向由 B 向 A。 电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变，故 C 对。 二、非选择题 4.(宁波效实中学 20132014 学的高二下学期期末)如图所示，对光电管产生的光电子 进行荷质比测定的原理图。两块平行金属板间距为 d，其中 N 为锌板，受紫外光照射后将 激发出沿不同方向运动的光电子，开关 S 闭合，电流表 A 有读数，若调节变阻器 R，逐渐 增大极板间的电压，A 表读数逐渐减小，当电压表示数为 U 时，A 表读数恰好为零；断开 S，在 MN 间加上垂直纸面的匀强磁场，当磁感应强度为 B 时，A 表读数也恰好为零。求光 电子的比荷 e/m 的表达式。 导 学 号 96140261 答案： 8UB2d2 解析：由题意得 eU mv2 12 evB m v2R R d2 由得 。 em 8UB2d2 5 5在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从 C 出来的阴 极射线经过 A、 B 间的电场加速后，水平射入长度为 L 的 D、 G 平行板间，接着在荧光屏 F 中心出现荧光斑。若在 D、 G 间加上方向向下，场强为 E 的匀强电场，阴极射线将向上偏转； 如果再利用通电线圈在 D、 G 电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为 B 的匀强磁场(图中未 画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为 ， 试解决下列问题： 导 学 号 96140262 (1)说明阴极射线的电性； (2)说明图中磁场沿什么方向； (3)根据 L、 E、 B 和 ，求出阴极射线的比荷。 答案：(1)带负电 (2)垂直纸面向里 (3) qm Esin B2L 解析：(1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下， 则电场力的方向与电场方向