2024-2025学年高中物理第十八章原子结构1电子的发现课时作业含解析新人教版选修3-5

PAGE5-电子的发觉[A组素养达标]1．(多选)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的试验探讨发觉()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状况跟正电荷受力状况相同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解析：阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A正确．由于电子带负电，所以其在磁场中受力状况与正电荷不同，B错误．不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C错误．在汤姆孙试验证明阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量，最早测出电子电荷量的是美国物理学家密立根，D正确．答案：AD2．(多选)关于空气的导电性能，下列说法正确的是()A．空气能够导电，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的结果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．空气密度变得淡薄，简单发出辉光解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常状况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体，但在射线、受热及强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很简单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淡薄气体环境中导电性能更好．综上所述，B、D正确．答案：BD3．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图所示的电流，电子的偏转方向为()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：依据安培定则，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．答案：A4．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()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解析：阴极射线的本质是带电的粒子流，即电子流，故选项D正确．答案：D5．下列试验现象中，支持阴极射线是带电微粒观点的是()A．阴极射线可以透过薄铝片B．阴极射线通过电场或磁场时，要产生相应偏转C．阴极射线透过镍单晶时，产生衍射现象D．阴极射线轰击荧光物质，发出荧光解析：阴极射线通过电场或磁场时发生偏转，说明它是带电的粒子，不是不带电的电磁波，只有选项B正确．答案：B6．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，在下列措施中可采纳的是()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：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，则所加电场方向应沿z轴正方向，由此可知B正确．答案：B7．(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，工作时它能放射阴极射线，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．下列说法正确的是()A．假如偏转线圈中没有电流，则阴极射线应当打在荧光屏正中的O点B．假如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当垂直纸面对里C．假如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当垂直纸面对里D．假如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当先由小到大，再由大到小解析：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，故磁感应强度应先向里由大变小，再向外由小变大，故D错误．答案：AC8.如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的平行板电容器中，出电场时打在屏上P点，经测量O′P距离为Y0，求电子的比荷．解析：由于电子在电场中做类平抛运动，沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，满意Y0＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)eq\f(e\f(U,d),m)(eq\f(l,v0))2＝eq\f(eUl2,2dmv\o\al(2,0))，则eq\f(e,m)＝eq\f(2dY0v\o\al(2,0),Ul2).答案：eq\f(2dY0v\o\al(2,0),Ul2)[B组素养提升]9．(多选)关于电荷量，下列说法正确的是()A．电子的电荷量是由密立根油滴试验测得的B．物体所带电荷量可以是随意值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解析：密立根的油滴试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元电荷的整数倍，故D对．答案：ACD10．(多选)对于如图所示的试验装置，下列说法正确的是()A．这是检验阴极射线是否带电的试验装置B．密立根首次视察到阴极射线C．汤姆孙确定了组成阴极射线的粒子是电子D．赫兹认为阴极射线是一种电磁波解析：1897年汤姆孙利用题图的试验装置，确定了组成阴极射线的粒子是电子，A、C正确；1858年普吕克尔首次视察到阴极射线，B错误；赫兹认为阴极射线是一种电磁波，D正确．答案：ACD11.如图所示，电子由静止从O点经电场U加速后垂直射入匀强磁场B，经偏转后打在MN板的P点，射入点到P点的距离为d，求电子的比荷eq\f(q,m)的表达式．(不考虑电子的重力)解析：设电子的电荷量为q、质量为m，在加速电场U中加速的过程，依据动能定理，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供应向心力，电子做匀速圆周运动，故有qvB＝eq\f(mv2,R)，由题意知R＝eq\f(d,2)，由以上各式整理可得电子的比荷为eq\f(q,m)＝eq\f(8U,B2d2).答案：eq\f(8U,B2d2)[C组学霸冲刺]12.测量电子比荷的一种精确测量方法是双电容法．如图所示，在真空管中由阴极K放射电子，其初速度可忽视，此电子被阳极A与阴极K间的电场加速后穿过屏障D1上的小孔，然后依次穿过电容器C1、屏障D2和其次个电容器C2而射到荧光屏F上．阳极A与阴极K间的电压为U，在电容器C1、C2上加有完全相同的正弦式沟通电压，沟通电压的频率为f.C1、C2之间的距离为L.选择频率f使电子打在荧光屏上的亮点不发生偏转，由此可测得电子的比荷eq\f(e,m)为多少？解析：设电子的质量为m，电荷量为e，电子经电场加速以后的速度为v0，依据动能定理得eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)要使电子通过电容器C1、C2后打在荧光屏上的亮点不发生