2024-2025学年高中物理课时分层作业4电子含解析教科版选修3-5

PAGE5-课时分层作业(四)电子(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．历史上第一个发觉电子的科学家是()A．贝可勒尔 B．道尔顿C．伦琴 D．汤姆孙D[贝可勒尔发觉了自然放射现象，道尔顿提出了原子论，伦琴发觉了X射线，汤姆孙发觉了电子．]2．(多选)已知X射线的“光子”不带电，假设阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压不能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过磁场方向肯定不会发生变更D．阴极射线通过偏转电场能够变更方向ABC[因为X射线的“光子”不带电，故电场、磁场对X射线不产生作用力，故选项A、B、C对．]3．(多选)下列说法中正确的是()A．汤姆孙精确地测出了电子电荷量e＝1.60217733(49)×10－19CB．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴试验”测出的C．汤姆孙油滴试验更重要的发觉是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍D．通过试验测得电子的比荷及电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量BD[电子的电荷量是密立根通过“油滴试验”测出的，A、C错误，B正确．测出比荷的值eq\f(e,m)和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确．]4．(多选)关于电子的发觉，下列叙述中正确的是()A．电子的发觉，说明原子是由电子和原子核组成的B．电子的发觉，说明原子具有肯定的结构C．电子是第一种被人类发觉的微观粒子D．电子的发觉，比较好地说明了物体的带电现象BCD[发觉电子之前，人们认为原子是不行再分的最小粒子，电子的发觉，说明原子有肯定的结构，B正确；电子是人类发觉的第一种微观粒子，C正确；物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程，D正确．]5．阴极射线管中的高电压的作用()A．使管内气体电离B．使管内产生阴极射线C．使管内障碍物的电势上升D．使电子加速[答案]D6．(多选)电子枪放射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，假如在荧光屏上得到如图所示的亮斑P，那么示波管中的()A．极板X应带正电 B．极板X′应带正电C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带正电BC[因为带电粒子向极板Y及X′方向偏转．故极板Y、极板X′应带正电．正确选项为B、C.]二、非选择题(14分)7．如图所示，让一束匀称的阴极射线以速率v垂直进入正交的电、磁场中，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．[解析]因为带电粒子在复合场中时不偏转，所以qE＝qvB，即v＝eq\f(E,B)，撤去电场后，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB＝meq\f(v2,R).由此可得eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2R).[答案]eq\f(E,B2R)[实力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)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BD[真空中不能发生辉光放电．U1为低压电源，U2为高压电源．]2．如图所示为汤姆孙阴极射线管的构造简图，将两极间加有肯定电压的阴极射线管置于U形磁铁两极之间，分析左端射入的电子束可知()A．增大加速电压，视察到的偏转现象将更加明显B．减小磁感应强度，视察到的偏转现象将更加明显C．电子束向下偏转D．若将粒子源更换为α粒子源，磁场中粒子束偏转方向不变C[由R＝eq\f(mv,Bq)可知，增大加速电压从而增大电子的速度，增大电子圆周运动的半径，偏转将不明显，减小磁场的磁感应强度，也增大电子的偏转半径，从而使偏转不明显，故A、B选项均错误；电子由左向右运动，由左手定则可以确定电子将向下偏转，C正确；若将粒子源换为α粒子源，因α粒子带正电，由左手定则可知，α粒子将向上偏转，选项D错误．]3．如图所示，从正离子源放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，发觉离子向上偏转，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UD[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，须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，减小电场力的途径是减小电场强度E.选项A、B、C错误，D正确．]4．(多选)如图所示是汤姆孙的阴极射线管的示意图，下列说法中正确的是()A．若在D1、D2两极板之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B．若在D1、D2两极板之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C．若在D1、D2两极板之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D．若在D1、D2两极板之间加上垂直纸面对里的磁场，则阴极射线不偏转AC[试验证明，阴极射线是电子流，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，选项C正确，B错误；加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，选项D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽视不计，因而不发生偏转，选项A正确．]二、非选择题(本大题共2小题，共26分)5．(12分)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试验测得的．他测定了数千个带电油滴的电荷量，发觉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．密立根试验的原理如图所示，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，调整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)[解析]小油滴质量为m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3由题意得mg＝Eq联立解得q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4×3.14×1.64×10－63×9.8,3×1.92×105)C＝8.02×10－19C小油滴所带电量q是电子电量e的倍数为n＝eq\f(q,e)＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)＝5倍．[答案]8.02×10－19C56．(14分)在探讨性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的试验，其试验装置如图所示．abcd是个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置．盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B.粒子源不断地放射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽视．粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内．粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出．若已知eq\x\to(fd)＝eq\x\to(cd)＝L，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用．请你依据上述条件求出带电粒子的比荷eq\f(q,m).[解析]带电粒子进入电场，经电场加速．依据动能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(\f(2qU,m)).粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示．设圆周半径为R，在三角形Ode中，