课时跟踪检测(十一) 电子的发现与汤姆孙原子模型

PAGE第4页共5页课时跟踪检测(十一)电子的发现与汤姆孙原子模型eq\a\vs4\al(A)组—重基础·体现综合1．历史上第一个发现电子的科学家是()A．贝可勒尔 B．道尔顿C．伦琴 D．汤姆孙解析：选D贝可勒尔发现了天然放射现象，道尔顿提出了原子论，伦琴发现了X射线，汤姆孙发现了电子，D正确。2．(多选)关于阴极射线的性质，下列说法正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小解析：选AC通过阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多，故选项A、C正确。3.(多选)下列关于电子的说法正确的是()A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的C．电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．电子是带正电的，可以在电场和磁场中偏转解析：选AC发现电子是从研究阴极射线开始的，A正确；汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是相同的，B错误；电子的发现让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构，C正确；电子是带负电的，D错误。4.如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线(电子束)将()A．向纸内偏转 B．向纸外偏转C．向下偏转 D．向上偏转解析：选D由题目条件不难判断阴极射线管所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线(电子束)向上偏转。故正确选项为D。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，要使荧光屏的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是()A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向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轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向解析：选B加磁场时，由左手定则可判断磁场方向应沿y轴正方向，故A错误，B正确；加电场时，电场方向应沿z轴正方向，故C、D错误。6.如图所示，从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场，则下列说法正确的是()A．增大电场强度EB．减小磁感应强度BC．减小加速电压U，增大电场强度ED．适当地加大加速电压U解析：选D正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域中，受到的电场力F＝qE，方向向上，受到的洛伦兹力F洛＝qvB，方向向下，离子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使离子沿直线运动，有qE＝qvB，则可使洛伦兹力增大或电场力减小，增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U或增大磁感应强度B，选项D正确。7．(多选)汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是()A．任何物质的原子中均有电子B．不同的物质中具有不同的电子C．电子质量是质子质量的1836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元解析：选AD汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现它们均为同一种粒子即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子质量。由此可知A、D正确，B、C错误。8．为了测定带电粒子的比荷eq\f(q,m)，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的电场强度为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d；如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来方向，求eq\f(q,m)。解析：仅加电场时d＝eq\f(1,2)eq\f(qE,m)·eq\f(L,v0)2加复合场时qv0B＝qE，由以上两式得eq\f(q,m)＝eq\f(2dE,B2L2)。答案：eq\f(2dE,B2L2)eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新9．(多选)如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图。显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光。安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转。下列说法中正确的是()A．如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点B．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里C．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里D．如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场磁感应强度应该先由小到大，再由大到小解析：选AC偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在O点，A正确。由阴极射线的电性及左手定则可知B错误，C正确。由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误。10．(多选)如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是()A．电子枪发射能力减弱，电子数减少B．加速电场的电压过高，电子速率偏大C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强解析：选BC如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，是由于电子束的偏转角减小，即轨道半径增大。而电子在磁场中偏转时的半径：r＝eq\f(mv,qB)。电子枪发射能力减弱，电子数减少，而运动的电子速率及磁场不变，因此不会影响电视画面偏大或偏小，所以A错误；加速电场电压过高，电子速率偏大，则会导致电子运动半径增大，从而使偏转角度减小，导致画面比正常偏小，故B正确；当偏转线圈局部短路，线圈匝数减小时，导致偏转磁场减小，从而使电子运动半径增大，所以导致画面比正常偏小，故C正确；偏转线圈电流过大，偏转磁场增强时，电子运动半径变小，所以导致画面比正常偏大，故D错误。11.如图所示为物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两水平的平行金属板间的距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动。当上板带正电、下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴最终以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴的直径为Deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(油滴密度为ρ，可看作球体，球体体积V＝\f(1,6)πD3))，重力加速度为g，油滴受到气体的阻力f＝kv，其中k为阻力系数。(1)求k的大小；(2)求油滴所带电荷量。解析：(1)油滴速度为v1时所受阻力f1＝kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1＝mg又m＝ρV＝eq\f(1,6)πρD3，则k＝eq\f(1,6v1)πρD3g。(2)设油滴所带电荷量为q，则油滴受到的电场力F电＝qE＝qeq\f(U,d)油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，有kv2＋mg＝qeq\f(U,d)则油滴所带电荷量q＝eq\f(πρD3gdv1＋v2,6Uv1)。答案：(1)eq\f(1,6v1)πρD3g(2)eq\f(πρD3gdv1＋v2,6Uv1)12．如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴。M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略。(1)当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度大小v0。(2)求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域打到荧光屏上。(3)若电子能够穿过磁场区域打到荧光屏上，试在图上定性地画出电子运动的一条可能的轨迹。(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间的电势差U的函数关系。解析：(1)根据动能定理，得eU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得v0＝eq\r(\f(2eU0,m))。(2)欲使电子不能穿过磁场区域打到荧光屏上，应有r＝eq\f(mv,eB)＜d，又eU＝eq\f(1,2)mv2，由此即可解得U＜eq\f(d2eB2,2m)。(3)电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如图所示。(4)设电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r，穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为x，则由(3)中轨迹图可得x＝2(r－eq\r(r2－d2))其中r＝eq\f(mv,eB)，eU＝eq\f(1,2)mv2所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系为x＝eq\f(2,eB)(eq\r(2emU)－eq\r(2emU－d2e2B2))