“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十三） 電子的發(fā)現(xiàn)

“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十三）電子的發(fā)現(xiàn)eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列說法正確的是()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．在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D．電子帶負(fù)電，使人們意識(shí)到原子內(nèi)應(yīng)該還有帶正電的部分解析：選BCD發(fā)現(xiàn)電子時(shí)，人們對(duì)原子的結(jié)構(gòu)仍然不清楚，但人們意識(shí)到電子應(yīng)該是原子的組成部分，故A錯(cuò)誤，B正確；在電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的最小微粒，C正確；原子對(duì)外顯電中性，而電子帶負(fù)電，使人們意識(shí)到，原子中應(yīng)該還有其他帶正電的部分，D正確。2．(多選)關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，下列說法正確的是()A．陰極射線帶負(fù)電B．陰極射線帶正電C．陰極射線的比荷比氫原子比荷大D．陰極射線的比荷比氫原子比荷小解析：選AC通過陰極射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)的研究發(fā)現(xiàn)陰極射線帶負(fù)電，而且比荷比氫原子的比荷大得多，故選項(xiàng)A、C正確。3．(多選)下列關(guān)于電子的說法正確的是()A．發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開始的B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)中發(fā)出的電子比荷是不同的C．電子發(fā)現(xiàn)的意義是讓人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D．電子是帶正電的，可以在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)解析：選AC發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開始的，A正確；湯姆孫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)中發(fā)出的電子比荷是相同的，B錯(cuò)誤；電子的發(fā)現(xiàn)讓人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，C正確；電子是帶負(fù)電的，D錯(cuò)誤。4．(多選)下列說法正確的是()A．湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量e＝1.602176634×10－19CB．電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的C．湯姆孫油滴實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測(cè)得電子的比荷及其電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量解析：選BD電子的電荷量是密立根通過“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的，A、C錯(cuò)誤，B正確；測(cè)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。5．如圖是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線，要使熒光屏的亮線向下(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軸正方向解析：選B加磁場(chǎng)時(shí)，由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向應(yīng)沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤，B正確；加電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)方向應(yīng)沿z軸正方向，故C、D錯(cuò)誤。6.如圖所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)，則下列說法正確的是()A．增大電場(chǎng)強(qiáng)度EB．減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BC．減小加速電壓U，增大電場(chǎng)強(qiáng)度ED．適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣解析：選D正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，受到的電場(chǎng)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(chǎng)力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運(yùn)動(dòng)，有qE＝qvB，則可使洛倫茲力增大或電場(chǎng)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(qiáng)度B，選項(xiàng)D正確。7．(多選)湯姆孫對(duì)陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”，關(guān)于電子的說法正確的是()A．任何物質(zhì)的原子中均有電子B．不同的物質(zhì)中具有不同的電子C．電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D．電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元解析：選AD湯姆孫對(duì)不同材料的陰極發(fā)出的射線進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)它們均為同一種粒子即電子，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)子質(zhì)量。由此可知A、D正確，B、C錯(cuò)誤。8.如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中充滿了垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束陰極射線從圖中A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)射入，當(dāng)射線離開磁場(chǎng)時(shí)，速度方向剛好改變了180°，不計(jì)電荷的重力，求射線的比荷。解析：符合題目條件的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得，射線在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)半徑為圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑的一半，即r＝eq\f(R,2) ①由洛倫茲力提供向心力知qv0B＝meq\f(v02,r) ②由①②式得射線的比荷eq\f(q,m)＝eq\f(2v0,BR)。答案：eq\f(2v0,BR)eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．(多選)如圖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(gè)陰極，工作時(shí)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(chǎng)，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法中正確的是()A．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(diǎn)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(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)該先由小到大，再由大到小解析：選AC偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運(yùn)動(dòng)，打在O點(diǎn)，A正確；由陰極射線的電性及左手定則可知B錯(cuò)誤，C正確；由R＝eq\f(mv,qB)可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先由大變小，再由小變大，故D錯(cuò)誤。10．(多選)如圖所示是電視機(jī)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。如果發(fā)現(xiàn)電視畫面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是()A．電子槍發(fā)射能力減弱，電子數(shù)減少B．加速電場(chǎng)的電壓過高，電子速率偏大C．偏轉(zhuǎn)線圈局部短路，線圈匝數(shù)減少D．偏轉(zhuǎn)線圈電流過大，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)解析：選BC如果發(fā)現(xiàn)電視畫面的幅度比正常時(shí)偏小，是由于電子束的偏轉(zhuǎn)角減小，即軌道半徑增大。而電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)的半徑：r＝eq\f(mv,qB)。電子槍發(fā)射能力減弱，電子數(shù)減少，而運(yùn)動(dòng)的電子速率及磁場(chǎng)不變，因此不會(huì)影響電視畫面偏大或偏小，所以A錯(cuò)誤；加速電場(chǎng)電壓過高，電子速率偏大，則會(huì)導(dǎo)致電子運(yùn)動(dòng)半徑增大，從而使偏轉(zhuǎn)角度減小，導(dǎo)致畫面比正常偏小，故B正確；當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈局部短路，線圈匝數(shù)減小時(shí)，導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)減小，從而使電子運(yùn)動(dòng)半徑增大，所以導(dǎo)致畫面比正常偏小，故C正確；偏轉(zhuǎn)線圈電流過大，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)半徑變小，所以導(dǎo)致畫面比正常偏大，故D錯(cuò)誤。11.如圖所示為物理學(xué)家密立根測(cè)量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩水平的平行金屬板間的距離為d。油滴從噴霧器的噴嘴噴出時(shí)，由于摩擦而帶負(fù)電。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進(jìn)入平行金屬板間。當(dāng)平行金屬板間不加電壓時(shí)，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v1豎直向下勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)上板帶正電、下板帶負(fù)電，兩板間的電壓為U時(shí)，帶電油滴最終以速度v2豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)。已知油滴的直徑為D油滴密度為ρ，可看作球體，球體體積V＝eq\f(1,6)πD3，重力加速度為g，油滴受到氣體的阻力f＝kv，其中k為阻力系數(shù)。(1)求k的大??；(2)求油滴所帶電荷量。解析：(1)油滴速度為v1時(shí)所受阻力f1＝kv1，油滴向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與阻力平衡，有f1＝mg又m＝ρV＝eq\f(1,6)πρD3，則k＝eq\f(1,6v1)πρD3g。(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q，則油滴受到的電場(chǎng)力F電＝qE＝qeq\f(U,d)油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力向下，油滴受力平衡，有kv2＋mg＝qeq\f(U,d)則油滴所帶電荷量q＝eq\f(πρD3gdv1＋v2,6Uv1)。答案：(1)eq\f(1,6v1)πρD3g(2)eq\f(πρD3gdv1＋v2,6Uv1)12．如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。(1)當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度大小v0。(2)求兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上。(3)若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上，試在圖上定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的一條可能的軌跡。(4)求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間的電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系。解析：(1)根據(jù)動(dòng)能定理，得eU0＝eq\f(1,2)mv02解得v0＝eq\r(\f(2eU0,m))。(2)欲使電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上，應(yīng)有r＝eq\f(mv,eB)＜d，又eU＝eq\f(1,2)mv2，由此即可解得U＜eq\f(d2eB2,2m)。(3)電子穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上時(shí)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。(4)設(shè)電子在磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，穿過磁場(chǎng)區(qū)域打到熒光屏上的位置坐標(biāo)為x，則由(3)中軌跡圖可得x＝2(r－eq\r(r2－d2))其中r＝eq\f(mv,eB)，eU＝eq\f(1,2)mv2所以，電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系為x＝eq\f(2,eB)(eq\r(2emU)－eq\r(2emU