高中物理教科版5第二章原子結(jié)構(gòu)電子 2023版第2章電子學(xué)業(yè)分層測評

學(xué)業(yè)分層測評(四)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標]1．(多選)已知X射線的“光子”不帶電，假設(shè)陰極射線像X射線一樣，則下列說法正確的是()A．陰極射線管內(nèi)的高電壓不能夠?qū)ζ浼铀俣黾幽芰緽．陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．陰極射線通過磁場方向一定不會發(fā)生改變D．陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場能夠改變方向【解析】因為X射線的“光子”不帶電，故電場、磁場對X射線不產(chǎn)生作用力，故選項A、B、C對．【答案】ABC2．(多選)如圖2-1-9所示，一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏轉(zhuǎn)，則()【導(dǎo)學(xué)號：22482085】圖2-1-9A．導(dǎo)線中的電流由A流向BB．導(dǎo)線中的電流由B流向AC．若要使電子束的徑跡往上偏轉(zhuǎn)，可以通過改變AB中的電流方向來實現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)【解析】陰極射線是高速電子流，由左手定則判斷可知，磁場垂直紙面向里，由安培定則可知，導(dǎo)線AB中的電流由B流向A，且改變AB中的電流方向時可以使電子束的軌跡往上偏．若電流方向不變，將導(dǎo)線AB放在管的上方，由左手定則可以判斷，電子束的軌跡將向上偏．故B、C正確，A、D錯誤．【答案】BC3．英國物理學(xué)家湯姆孫通過對陰極射線的實驗研究發(fā)現(xiàn)()【導(dǎo)學(xué)號：22482023】A．陰極射線在電場中偏向負極板一側(cè)B．陰極射線在磁場中受力情況跟正電荷受力情況相反C．不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同D．湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量【解析】湯姆孫通過對陰極射線的實驗研究發(fā)現(xiàn)，陰極射線在磁場中的受力情況跟負電荷受力情況相同，不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷相同，B對，A、C錯；湯姆孫通過實驗粗略地測出了陰極射線粒子的電荷量，D錯．【答案】B4．(多選)下列說法中正確的是()A．湯姆孫精確地測出了電子電荷量e＝17733(49)×10－19CB．電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實驗”測出的C．湯姆孫油滴實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍D．通過實驗測得電子的比荷及電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量【解析】電子的電荷量是密立根通過“油滴實驗”測出的，A、C錯誤，B正確．測出比荷的值eq\f(e,m)和電子電荷量e的值，可以確定電子的質(zhì)量，故D正確．【答案】BD5．(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)，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)現(xiàn)，說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【解析】發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子有一定的結(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；物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程，D正確．【答案】BCD6．向熒光屏上看去，電子向我們飛來，在偏轉(zhuǎn)線圈中通以如圖2-1-10所示的電流，電子的偏轉(zhuǎn)方向為________．圖2-1-10【解析】根據(jù)安培定則，環(huán)形磁鐵右側(cè)為N極、左側(cè)為S極，在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生水平向左的勻強磁場，利用左手定則可知，電子向上偏轉(zhuǎn)．【答案】向上7．為測定帶電粒子的比荷eq\f(q,m)，讓這個帶電粒子垂直飛進平行金屬板間，已知勻強電場的場強為E，在通過長為L的兩金屬板間后，測得偏離入射方向的距離為d，如果在兩板間加垂直電場方向的勻強磁場，磁場方向垂直粒子的入射方向，磁感應(yīng)強度為B，則離子恰好不偏離原來方向，求比荷eq\f(q,m)的值為多少？【解析】只加電場時，在垂直電場方向d＝eq\f(1,2)(eq\f(Eq,m))(eq\f(L,v0))2加磁場后，粒子做直線運動，則qv0B＝Eq，即v0＝eq\f(E,B).聯(lián)立解得：eq\f(q,m)＝eq\f(2dE,B2L2).【答案】eq\f(2dE,B2L2)8．一個半徑為×10－4cm的帶負電的油滴，在電場強度等于×105V/m的豎直向下的勻強電場中．如果油滴受到的電場力恰好與重力平衡，問：這個油滴帶有幾個電子的電荷？已知油的密度為×103kg/m3.【導(dǎo)學(xué)號：22482086】【解析】油滴質(zhì)量：m＝ρV ①其中V＝eq\f(4,3)πR3 ②又由力平衡知識：mg＝qE ③解①②③得：q＝×10－19C由e＝×10－19C知q＝5e即帶5個電子的電荷．【答案】5個[能力提升]9．如圖2-1-11所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進入相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場，則下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：22482023】圖2-1-11A．增大電場強度EB．減小磁感應(yīng)強度BC．減小加速電壓U，增大電場強度ED．適當?shù)丶哟蠹铀匐妷篣【解析】正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域中，受到的電場力F＝qE，方向向上，受到的洛倫茲力F洛＝qvB，方向向下，離子向上偏，說明電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運動，須qE＝qvB，則可使洛倫茲力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應(yīng)強度B，減小電場力的途徑是減小電場強度E.選項A、B、C錯誤，D正確．【答案】D10．(多選)如圖2-1-12所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．顯像管中有一個陰極，工作時它能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說法中正確的是()圖2-1-12A．如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點B．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向里C．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向里D．如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點向A點移動，則偏轉(zhuǎn)磁場強度應(yīng)該先由小到大，再由大到小【解析】偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運動，打在O點，A正確；由陰極射線的電性及左手定則可知B錯誤，C正確；由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強度應(yīng)先由大變小，再由小變大，故D錯誤．【答案】AC11．電子所帶電量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗測得的．他測定了數(shù)千個帶電油滴的電量，發(fā)現(xiàn)這些電量都等于某個最小電量的整數(shù)倍．這個最小電量就是電子所帶的電量．密立根實驗的原理如圖2-1-13所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B板帶負電．從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中．小油滴由于摩擦而帶負電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡．已知小油滴靜止處的電場強度是×105N/C，油滴半徑是×10－4cm，油的密度是g/cm3，求油滴所帶的電量．這個電量是電子電量的多少倍？(g取m/s2)圖2-1-13【解析】小油滴質(zhì)量為m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3由題意得mg＝Eq聯(lián)立解得q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f×103×4×××10－63×,3××105)C＝×10－19C小油滴所帶電量q是電子電量e的倍數(shù)為n＝eq\f(q,e)＝eq\f×10－19,×10－19)＝5倍．【答案】×10－19C512．在研究性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計了一個測定帶電粒子比荷的實驗，其實驗裝置如圖2-1-14所示．a(chǎn)bcd是個長方形盒子，在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e，e是cd邊上的中點，熒光屏M貼著cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B.粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)．粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．若已知eq\x\to(fd)＝eq\x\to(cd)＝L，不計粒子的重力和粒子之間的相互作用．請你根據(jù)上述條件求出帶電粒子的比荷eq\f(q,m).圖2-1-14【解析】帶電粒子進入電場，經(jīng)電場加速．根據(jù)動能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(\f(2qU,m)).粒子進入磁場后做勻速圓周運動，軌跡如圖所示．設(shè)圓周半徑為R