高中物理 18.1 電子的發(fā)現(xiàn)活頁規(guī)范訓(xùn)練 新人教版選修3-5

電子的發(fā)現(xiàn)(時(shí)間：60分鐘)考查知識(shí)點(diǎn)及角度難度及題號(hào)基礎(chǔ)中檔稍難陰極射線及氣體導(dǎo)電1、2、3、4、5、76帶電粒子比荷的測(cè)定8、9、1011、12綜合提升1314知識(shí)點(diǎn)一陰極射線及氣體導(dǎo)電1．關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是()．A．陰極射線帶負(fù)電B．陰級(jí)射線帶正電C．陰級(jí)射線的比荷比氫原子的比荷大D．陰極射線的比荷比氫原子的比荷小解析由陰極射線在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向可判斷其帶負(fù)電，A對(duì)；湯姆孫用實(shí)驗(yàn)測(cè)定，陰極射線比荷是氫原子比荷的近兩千倍，C對(duì)．答案AC2．關(guān)于空氣導(dǎo)電性能，下列說法正確的是()．A．空氣導(dǎo)電，因?yàn)榭諝夥肿又杏械膸д姾?，有的帶?fù)電荷，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．空氣能夠?qū)щ?，是因?yàn)榭諝夥肿釉谏渚€或強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離的結(jié)果C．空氣密度越大，導(dǎo)電性能越好D．空氣密度變得越稀薄，越容易發(fā)出輝光解析空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常情況下，氣體分子不帶電(顯中性)，是較好的絕緣體．但在射線、受熱及強(qiáng)電場(chǎng)作用下，空氣分子被電離，才具有導(dǎo)電性能，且空氣密度較大時(shí)，電離的自由電荷很容易與其他空氣分子碰撞，正、負(fù)電荷重新復(fù)合，難以形成穩(wěn)定的放電電流，而電離后的自由電荷在稀薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好，綜上所述，正確答案B、D.答案BD3．下列現(xiàn)象中與陰極射線所含粒子相同的是()．A．光電效應(yīng)中射出的粒子B．β射線包含的粒子C．熱離子發(fā)射效應(yīng)中的粒子D．熱輻射包含的粒子解析光電效應(yīng)中射出的粒子、β射線包含的粒子、熱離子發(fā)射效應(yīng)中的粒子，和陰極射線中所含粒子一樣，都是電子．但熱輻射中輻射出的是光子．答案ABC4．湯姆孫對(duì)陰極射線本質(zhì)的研究，采用的主要方法有()．A．用陰極射線轟擊金箔，觀察其散射情況B．用“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測(cè)定電子電荷C．讓陰極射線通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)，通過陰極射線的偏轉(zhuǎn)情況判斷其電性和計(jì)算其比荷D．用陰極射線轟擊熒光物質(zhì)，對(duì)熒光物質(zhì)發(fā)出的光進(jìn)行光譜分析解析湯姆孫是通過對(duì)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況的研究，來判斷其電性和計(jì)算其比荷的，故C正確．答案C5．陰極射線管中的高電壓的作用()．A．使管內(nèi)氣體電離B．使管內(nèi)產(chǎn)生陰極射線C．使管內(nèi)障礙物的電勢(shì)升高D．使電子加速解析在陰極射線管中，陰極射線是由陰極處于熾熱狀態(tài)而發(fā)射出的電子流，通過高電壓對(duì)電子加速獲得能量，與玻璃發(fā)生撞擊而產(chǎn)生熒光．故D正確．答案D6．某大功率用電器在開關(guān)切斷瞬間，開關(guān)處有電火花，其正確解釋是()．A．因?yàn)榭諝馐橇紝?dǎo)體，電火花是空氣放電形成的B．開關(guān)兩端產(chǎn)生的高電壓，使空氣電離放電C．為避免產(chǎn)生電火花，可把開關(guān)浸在絕緣油中D．以上說法均不對(duì)解析由于通常狀態(tài)下空氣是絕緣體，A錯(cuò)；空氣在強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離形成導(dǎo)體而導(dǎo)電，故B對(duì)、C對(duì)．答案BC圖18－1－117．如圖18－1－11所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，則陰極射線將()．A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B．向紙外偏轉(zhuǎn)C．向下偏轉(zhuǎn)D．向上偏轉(zhuǎn)解析由題目條件不難判斷陰級(jí)射線所在處磁場(chǎng)垂直紙面向外，電子從負(fù)極端射出，由左手定則，可判定陰極射線(電子)向上偏轉(zhuǎn)．答案D知識(shí)點(diǎn)二帶電粒子比荷的測(cè)定8．(·上海市金山區(qū)期末考試)1913年美國(guó)科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)()．A．發(fā)現(xiàn)了中子B．發(fā)現(xiàn)了電子C．測(cè)出了中子的質(zhì)量D．測(cè)出了電子的電荷量解析密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了電子的電荷量．答案D9．湯姆孫通過測(cè)定組成陰極射線的粒子的比荷發(fā)現(xiàn)了電子，從而說明原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了電子的________，而且揭示出了帶電物體所帶的電荷是________．答案電荷量量子化的圖18－1－1210．(·天津市大港一中高三月考)密立根油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性．如圖18－1－12所示是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，設(shè)小油滴的質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩極板間的電勢(shì)差U，當(dāng)小油滴懸浮不動(dòng)時(shí)，測(cè)出兩極板間的距離為d.則可求出小油滴的電荷量q＝________．解析由平衡條件得mg＝qeq\f(U,d)，解得q＝eq\f(mgd,U).答案eq\f(mgd,U)11．如圖18-1-13所示為示波管中電子槍的原理示意圖．示波管內(nèi)抽成真空，A為發(fā)射電子的陰極，K為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速電極，A、K間電壓為U.電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略，電子經(jīng)加速后從()．圖18A．如果A、K間距離減半而電壓仍為U不變，則電子離開K時(shí)的速度為2vB．如果A、K間距離減半而電壓仍為U不變，則電子離開K時(shí)的速度為eq\f(v,2)C．如果A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開K時(shí)的速度為eq\f(v,2)D．如果A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開K時(shí)的速度為eq\f(\r(2),2)v解析由eU＝eq\f(1,2)mv2得v＝eq\r(\f(2eU,m))，由公式可知，電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度與加速電極之間的距離無關(guān)．對(duì)于確定的加速粒子——電子，其速度只與加速電壓有關(guān)，由此不難判斷D正確．答案D12．1897年，物理學(xué)家湯姆孫正式測(cè)定了電子的比荷，打破了原子是不可再分的最小單位的觀點(diǎn)．因此，湯姆孫的實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一．在實(shí)驗(yàn)中湯姆孫采用了如圖18－1－14所示的陰極射線管，從電子槍C出來的電子經(jīng)過A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的D、E平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑．若在D、E間加上方向向下，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電子將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、E電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫)熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問題．圖18－1－14(1)說明圖中磁場(chǎng)沿什么方向．(2)根據(jù)L、E、B和θ，求出電子的比荷．解析(1)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．(2)當(dāng)電子在D、E間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有：eE＝Bev.當(dāng)電子在D、E間的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)有Bev＝eq\f(mv2,r)，同時(shí)又有：L＝r·sinθ，可得：eq\f(e,m)＝eq\f(Esinθ,B2L).答案(1)垂直紙面向里(2)eq\f(Esinθ,B2L)圖18－1－1513．如圖18－1－15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)()．A．增大電場(chǎng)強(qiáng)度E，減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BB．減小加速電壓U，增大電場(chǎng)強(qiáng)度EC．適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣D．適當(dāng)?shù)販p小電場(chǎng)強(qiáng)度E解析正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域中，受到的電場(chǎng)力F＝qE，方向向上，受到的洛倫茲力f＝qvB，方向向下，離子向上偏，說明了電場(chǎng)力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運(yùn)動(dòng)，即qE＝qvB，則應(yīng)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，減小電場(chǎng)力的途徑是減小場(chǎng)強(qiáng)E.選項(xiàng)C、D正確．答案CD14．一個(gè)半徑為1.64×10－4cm的帶負(fù)電的油滴，在電場(chǎng)強(qiáng)度等于1.92×105的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如果油滴受到的電場(chǎng)力恰好與重力平衡，問：這個(gè)油滴帶有幾個(gè)電子的電荷？(已知油的密度為0.851×103kg/m解析油滴體積V＝eq\f(4,3)πr3＝eq\f(4,3)×3.14×(1.64×10－4×1