粵教版選修35 3.1 敲開(kāi)原子的大門 課時(shí)作業(yè).doc

課時(shí)訓(xùn)練9敲開(kāi)原子的大門基礎(chǔ)夯實(shí)1.如圖是陰極射線管示意圖.接通電源后,陰極射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會(huì)看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是()a.加一磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向b.加一磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向沿y軸正方向c.加一電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向d.加一電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿y軸正方向答案b解析若加磁場(chǎng),由左手定則可知,所加磁場(chǎng)方向沿y軸正方向,b正確;若加電場(chǎng),因電子向下偏轉(zhuǎn),則電場(chǎng)方向沿z軸正方向.2.如圖甲從陰極發(fā)射出來(lái)的電子束,在陰極和陽(yáng)極間的高電壓作用下,轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示出電子束運(yùn)動(dòng)的徑跡.若把射線管放在如圖乙蹄形磁鐵的兩極間,陰極接高壓電源負(fù)極,陽(yáng)極接高壓電源正極,關(guān)于熒光屏上顯示的電子束運(yùn)動(dòng)的徑跡,下列說(shuō)法正確的是()a.電子束向上彎曲b.電子束沿直線前進(jìn)c.電子束向下彎曲d.電子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān)答案c解析因?yàn)樽筮吺顷帢O,右邊是陽(yáng)極,所以電子在陰極管中的運(yùn)動(dòng)方向是左到右,產(chǎn)生的電流方向是右到左(注意是電子帶負(fù)電),根據(jù)左手定則,四指指向左,手掌對(duì)向n極(就是這個(gè)角度看過(guò)去指向紙面向里),此時(shí)大拇指指向下面,所以電子在洛倫茲力作用下軌跡向下偏轉(zhuǎn),故a、b錯(cuò)誤,c正確;根據(jù)左手定則可知,磁場(chǎng)的方向會(huì)影響洛倫茲力的方向,從而會(huì)影響運(yùn)動(dòng)方向,故d錯(cuò)誤.3.(多選)關(guān)于陰極射線,下列說(shuō)法正確的是()a.陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電的輝光放電現(xiàn)象b.陰極射線是在真空管內(nèi)由陰極發(fā)出的電子流c.陰極射線是組成物體的原子d.陰極射線沿直線傳播,但在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)答案bd解析陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子;碰到熒光物質(zhì)時(shí),能使熒光物質(zhì)發(fā)光,陰極射線(即電子流)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).4.(多選)下列說(shuō)法正確的是()a.電子是原子核的組成部分b.電子電荷的精確測(cè)定最早是由密立根通過(guò)著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)的c.電子電荷量的數(shù)值約為1.60210-19 cd.電子質(zhì)量與電荷量的比值稱為電子的荷質(zhì)比答案bc解析電子是原子的組成部分,電子的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子是可以再分的.電子的電荷量與質(zhì)量的比值稱為電子的荷質(zhì)比,也叫荷質(zhì)比.5.(多選)關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn),下列敘述中正確的是()a.電子的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子是由電子和原子核組成的b.電子的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子具有一定的結(jié)構(gòu)c.電子是第一種被人類發(fā)現(xiàn)的微觀粒子d.電子的發(fā)現(xiàn),比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象答案bcd解析發(fā)現(xiàn)電子之前,人們認(rèn)為原子是不可再分的最小粒子,電子的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子有一定的結(jié)構(gòu),b正確;電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一種微觀粒子,c正確;物體帶電的過(guò)程,就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過(guò)程,d正確.6.(多選)下列是某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得的一組電荷量,哪些是符合事實(shí)的()a.+310-19 cb.+4.810-19 cc.-3.210-26 cd.-4.810-19 c答案bd解析電荷是量子化的,任何帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍.1.610-19c是目前為止自然界中最小的電荷量,故b、d正確.7.(多選)1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子,因此被稱為“電子之父”,下列關(guān)于電子的說(shuō)法正確的是()a.湯姆生通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子的結(jié)論,并求出了陰極射線的荷質(zhì)比b.湯姆生通過(guò)光電效應(yīng)的研究,發(fā)現(xiàn)了電子c.電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1 836倍d.湯姆生通過(guò)對(duì)不同材料作陰極發(fā)出的射線進(jìn)行研究,并研究光電效應(yīng)等現(xiàn)象,說(shuō)明了電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單元答案ad解析湯姆生對(duì)不同材料的陰極發(fā)出的射線進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)均為同一種相同的粒子電子,電子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元,它的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量.8.(多選)如圖所示的陰極射線管,無(wú)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),電子束加速后打到熒屏中央形成亮斑.如果只逐漸增大m1、m2 之間的電勢(shì)差,則()a.在熒屏上的亮斑向上移動(dòng)b.在熒屏上的亮斑向下移動(dòng)c.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)電子做的功增大d.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小答案ac解析設(shè)電子由加速電場(chǎng)加速后的速度為v,電子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由動(dòng)能定理得eu1=mv2,解得v=,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度e=,電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),沿極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)線方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),a=,l=vt,vy=at,y=at2,電子剛離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)角的正切為tan =,電場(chǎng)對(duì)電子做的功w=eey,電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角隨偏轉(zhuǎn)電壓的增大而增大,如果只逐漸增大m1m2之間的電勢(shì)差u2,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,在熒屏上的亮斑向上移動(dòng),電場(chǎng)力做的功增大,故a、c兩項(xiàng)正確.9.陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運(yùn)動(dòng)的粒子流.若在如圖所示的陰極射線管中部加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),陰極射線將向(選填“外”“里”“上”或“下”)偏轉(zhuǎn);若使陰極射線不偏轉(zhuǎn),可在勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域再加一大小合適、方向垂直紙面向(選填“外”或“里”)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).答案下外解析陰極射線帶負(fù)電,在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中受向下的靜電力作用,將向下偏轉(zhuǎn);要使陰極射線不偏轉(zhuǎn),應(yīng)使其再受一豎直向上的洛倫茲力與庫(kù)侖力平衡,由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.能力提升10.湯姆生1897年用陰極射線管測(cè)量了電子的荷質(zhì)比(電子電荷量與質(zhì)量之比),其實(shí)驗(yàn)原理如圖所示.電子流平行于極板射入,極板p、p間同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)e和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b時(shí),電子流不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn);極板間只存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b時(shí),電子流穿出平行板電容器時(shí)的偏向角= rad.已知極板長(zhǎng) l=3.010-2 m,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為e=1.5104 v/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b=5.010-4 t.求電子荷質(zhì)比.答案1.31011 c/kg解析無(wú)偏轉(zhuǎn)時(shí),洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡,則ee=evb只存在磁場(chǎng)時(shí),有evb=m,由幾何關(guān)系r=,偏轉(zhuǎn)角很小時(shí),r聯(lián)立上述公式并代入數(shù)據(jù)得電子的荷質(zhì)比1.31011 c/kg.11.電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的.他測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量,發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍.這個(gè)最小電荷量就是電子所帶的電荷量.密立根實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示,a、b是兩塊平行放置的水平金屬板,a板帶正電,b板帶負(fù)電.從噴霧器噴嘴中噴出的小油滴落到a、b兩板之間的電場(chǎng)中,小油滴由于摩擦而帶負(fù)電,調(diào)節(jié)a、b兩板間的電壓,可使小油滴受到的電場(chǎng)力和重力平衡.已知小油滴靜止處的電場(chǎng)強(qiáng)度是1.92105 n/c,油滴半徑是1.6410-4 cm,油的密度是0.851 g/cm3,求油滴所帶的電荷量,這個(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍?密立根油滴實(shí)驗(yàn)答案5倍解析小油滴質(zhì)量m=v=r3,由題意知mg=eq.由兩式可得q=,代入數(shù)據(jù)得q8.1910-19 c,小油滴所帶電荷量q為電子電荷量e的倍數(shù)n=5.12.帶電粒子的荷質(zhì)比是一個(gè)重要的物理量.某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,以求得電子的荷質(zhì)比,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.(1)他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:a.首先在兩極板m1、m2之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng),開(kāi)啟陰極射線管電源,發(fā)射的電子束從兩極板中央通過(guò),在熒屏的正中心處觀察到一個(gè)亮點(diǎn);b.在m1、m2兩極板間加合適的電場(chǎng):加極性如圖所示的電壓,并逐步調(diào)節(jié)增大,使熒屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒屏下方偏移,直到熒屏上恰好看不見(jiàn)亮點(diǎn)為止,記下此時(shí)外加電壓為u.請(qǐng)問(wèn)本步驟的目的是什么?c.保持步驟b中的電壓u不變,對(duì)m1m2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)b,使熒屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn),試問(wèn)外加磁場(chǎng)的方向如何?(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,同學(xué)們正確地推算出電子的荷質(zhì)比與外加