2019-2020学年高中物理第18章原子结构第1节电子的发现课后限时作业含解析 人教版选修3-5 5页

第1节 电子的发现 ‎1．(多选)如图所示是汤姆逊的气体放电管的示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A．若在D1、D2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之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转 AC　解析　实验证明，阴极射线是电子，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略不计，因而不发生偏转，选项A正确．‎ ‎2．(多选)关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是(　　)‎ A．测得了电子的电荷量 ‎ B．提出了电荷分布的量子化观点 C．为电子质量的最终获得作出了贡献 D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据 AB ‎3．如图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空， K为发射热电子的阴极，A为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从A的小孔中射出的速度大小为v，下面的说法正确的是(　　)‎ A．如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开A时的速度变为2v B．如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开A时的速度变为 C．如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开A时的速度变为 D．如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开A时的速度变为v D　解析　由eU＝mv2知v＝，当电压不变时，速度不变，当电压减半时，速度变为v．‎ 5‎ ‎4．(多选)下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的(　　)‎ A．＋3×10－19C B．＋4.8×10－19C C．－3.2×10－26C D．－4.8×10－19C BD　解析　电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍．‎ ‎5．汤姆孙用电场和磁场对电子进行偏转从而测定其比荷．在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做匀速直线运动的是(　　)‎ C　解析　电子做匀速直线运动，说明电场力与洛伦兹力平衡．‎ ‎6．(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．电子是原子核的组成部分 B．电子电荷量的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的 C．电子电荷量的数值约为1.602×10－19 C D．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 BC　解析　 电子是原子的组成部分，原子核带正电，选项A错误；电子的比荷为电子的电荷量与质量的比值，选项D错误. ‎ ‎7．关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是(　　)‎ A．密立根利用磁场力和重力平衡的方法，测得了带电体的最小带电荷量 B．密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量 C．密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量 D．密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子的千分之一 B　解析　密立根“油滴实验”是利用喷雾的方法，在已知小液滴质量的前提下，利用电场力和小液滴的重力平衡，推算出每个小液滴带电荷量都是1.6×10－19 C的整数倍，带电体的带电荷量不是连续的，而是量子化的，并且电子的带电荷量也为1.6×10－19 C，带负电．‎ ‎8．(多选)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(　　)‎ 5‎ 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．汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子 C．电子的质量是质子质量的1 836倍 D．汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线做研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元 AD ‎[能力提升]‎ ‎9．(多选)关于电子的发现，下列叙述正确的是(　　)‎ A．电子的发现，说明了原子是由电子和原子核组成的 B．电子的发现，说明了原子具有一定的结构 C．电子是第一个被人类发现的基本粒子 D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象 BCD ‎10．(多选)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E，减小磁感应强度B B．减小加速电压U，增大电场强度E C．适当地加大加速电压U D．适当地减小电场强度E CD　解析　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，即qE＝qvB，则只有使洛伦兹力增加或电场力减小．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C、D正确．‎ ‎11．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，两线圈大小相同，线圈之间距离d正好等于圆形线圈的半径R，如图所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点O附近产生近似匀强磁场，且该匀强磁场的磁感应强度与线圈中的电流成正比，即B＝kI.电子枪将灯丝逸出的电子经电压为U的电场加速后，垂直射入上述匀强磁场中，测得电子做匀速圆周运动的半径为r，试求电子的比荷．‎ 5‎ 解析　电子在电场中加速，由动能定理得eU＝mv2，‎ 电子在磁场做匀速圆周运动evB＝，‎ 两式联立得＝．‎ 答案　 ‎12．在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示．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，粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略．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＝＝L，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用．请你根据上述条件求出带电粒子的比荷．‎ 解析　带电粒子进入电场，经电场加速．根据动能定理得qU＝mv2，得v＝．‎ 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，有 ‎(L－R)2＋()2＝R2，整理得R＝L，‎ 洛伦兹力充当向心力有qvB＝m，‎ 联立上述方程，解得＝．‎ 5‎ 答案　 5‎