高中物理 第18章 第1节电子的发现检测试题 新人教版选修3-5

"【成才之路】-学年高中物理第18章第1节电子的发现检测试题新人教版选修3-5"基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)1．英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现()A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量答案：A解析：汤姆孙利用其设计的阴极射线管，并将不同的气体充入管内，用多种不同的金属分别制成阴极，结果证明比荷大体相同，C错；汤姆孙和他的学生通过测量得知阴极射线的电荷量与氢离子的电荷量大小基本相同，D错；阴极射线带负电，A对，B错。2．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，则阴极射线将()A．向纸内偏转 B．向纸外偏转C．向下偏转 D．向上偏转答案：D解析：本题综合考查电流产生的磁场、左手定则、阴极射线的产生和性质。由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极端射出，由左手定则可判定阴极射线(电子)向上偏转。3．1897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()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。二、非选择题4．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。答案：eq\f(q,m)＝eq\f(E,RB2)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＝eq\f(E,B)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＝meq\f(v2,R)所以，其半径为R＝mv/qB。所以eq\f(q,m)＝eq\f(E,RB2)。5．电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示，A、B是两块平行放置的水平金属板。A板带正电，B板带负电，从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105N/C，油滴半径是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所带的电荷量。这个电荷量是电子电荷量的多少倍？(g取9.8m/s2答案：8.02×10－195倍解析：小油滴质量，m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3 ①由题意知，mg－Eq＝0 ②由①②两式可得：q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4π×9.8×1.64×10－63,3×1.92×105)C≈8.02×10－19小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的倍数为n＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5(倍)。能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1．关于电荷的电荷量，下列说法错误的是()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1.6×10－19D．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1.6×10－19C，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e2．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()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。3．关于空气的导电性能，下列说法正确的是()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。4．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()A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．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：①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。②由安培定则判定AB中电流的方向由B向A。③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5．如图所示为测量某种离子的比荷的装置。让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子。这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速，然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点。已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计。求该离子的比荷eq\f(q,m)。答案：eq\f(8U,B2a2)解析：设电子的电量为q，质量为m，在加速电场U中加速的过程，根据动能定理，有qU＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(\f(2qU,m))垂直进入磁场后，电子受到的洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，故有qvB＝eq\f(mv2,R)由题意又知：R＝eq\f(a,2)由以上各式整理可得电子的比荷为eq\f(q,m)＝eq\f(2U,B2R2)＝eq\f(8U,B2a2)6．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θ，试解决下列问题：(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θ，求出阴极射线的比荷。答案：(1)带负电(2)垂直纸面向里(3)eq\f(q,m)＝eq\f(Esinθ,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相反，所以阴极射