2024-2025學年高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)課后作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE5-第1節(jié)電子的發(fā)覺A組：合格性水平訓練1．(電子、陰極射線)(多選)下列說法中正確的是()A．電子的發(fā)覺說明原子是可以再分的B．在強電場中氣體能夠被電離而導電C．陰極射線的實質(zhì)是電磁波D．陰極射線在真空中通過磁場時速度方向肯定發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案AB解析電子的發(fā)覺說明原子可再分，A正確。在強電場中氣體能夠被電離而導電，B正確。陰極射線的本質(zhì)是電子流，C錯誤。當射線速度方向與磁場方向平行時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯誤。2．(電荷量)(多選)關(guān)于電荷量，下列說法正確的是()A．物體的電荷量可以是隨意值B．物體的電荷量只能是某些值C．物體的電荷量的最小值為1.6×10－19CD．一個物體帶1.6×10－9C的正電荷，這是它失去了1010個電子的原因答案BCD解析電子的電荷量是1.6×10－19C，物體的電荷量只能是它的整數(shù)倍，故A錯誤，B、C正確；一個物體帶正電，是因為失去電子的原因，計算可得D正確。3．(電子的發(fā)覺)(多選)1897年英國物理學家湯姆孫發(fā)覺了電子并被稱為“電子之父”，下列關(guān)于電子的說法正確的是()A．湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子的結(jié)論，并求出了陰極射線的比荷B．湯姆孫通過光電效應的探討，發(fā)覺了電子C．電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D．湯姆孫用不同材料的陰極做試驗，并探討光電效應等現(xiàn)象，說明電子是原子的組成部分，是比原子更小的基本的物質(zhì)單元答案AD解析湯姆孫采納陰極射線管裝置，通過提高放電管的真空度而取得了勝利，湯姆孫不僅使陰極射線在磁場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，而且還使它在電場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由此進一步證明了陰極射線是帶負電的粒子流的結(jié)論，他運用試驗測出陰極射線粒子的電荷與質(zhì)量的比值，也就是比荷。由此發(fā)覺了電子，A正確，B錯誤。質(zhì)子質(zhì)量是電子的1836倍，C錯誤。發(fā)覺電子后，湯姆孫又探討了光電效應、熱離子放射效應和β射線等，得出電子是原子的組成部分，D正確。4．(陰極射線)陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖所示。若要使射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場的方向應為()A．平行于紙面對左B．平行于紙面對上C．垂直于紙面對外D．垂直于紙面對里答案C解析由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線向右傳播，說明電子的運動方向向右，相當于存在向左的電流，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面對上，由此可知磁場方向應為垂直于紙面對外，故C正確。5．(電子發(fā)覺的意義)(多選)關(guān)于電子的發(fā)覺，下列說法正確的是()A．電子的發(fā)覺，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)覺，說明原子具有肯定的結(jié)構(gòu)C．在電子被人類發(fā)覺前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D．電子帶負電，使人們意識到原子內(nèi)應當還有帶正電的部分答案BCD解析發(fā)覺電子時，人們對原子的結(jié)構(gòu)仍舊不清晰，但人們意識到電子應當是原子的組成部分，原子具有肯定的結(jié)構(gòu)，故A錯誤，B正確；在電子被人類發(fā)覺前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒，C正確；原子對外顯電中性，而電子帶負電，使人們意識到，原子中應當還有帶正電的部分，D正確。6．(電子比荷的測定)如圖所示，電子以初速度v0從O點沿OO′進入長為l、板間距離為d、電勢差為U的平行板電容器中，出電場時打在屏上P點，經(jīng)測量O′、P的距離為y0，求電子的比荷。答案eq\f(2dy0v\o\al(2,0),Ul2)解析由于電子進入電場中做類平拋運動，沿電場線方向做初速度為零的勻加速直線運動，滿意y0＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(e\f(U,d),m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,v0)))2＝eq\f(eUl2,2mdv\o\al(2,0))，則eq\f(e,m)＝eq\f(2dy0v\o\al(2,0),Ul2)。B組：等級性水平訓練7．(陰極射線)(多選)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是()A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應打到最右端的P1點B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面對里的磁場，則陰極射線不偏轉(zhuǎn)答案AC解析試驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應偏向帶正電的極板一側(cè)，C正確，B錯誤。加上磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯誤。當不加電場和磁場時，電子所受的重力可以忽視不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A正確。8．(空氣的導電性能)(多選)關(guān)于空氣導電性能，下列說法正確的是()A．空氣導電，是空氣分子中有的帶正電，有的帶負電，在強電場作用下向相反方向運動的結(jié)果B．空氣能夠?qū)щ?，是空氣分子在射線或強電場作用下電離的結(jié)果C．空氣密度越大，導電性能越好D．空氣變得越淡薄，越簡單發(fā)出輝光答案BD解析空氣是混合氣體，通常狀況下，空氣是絕緣體，但在射線、受熱或強電場作用下，空氣被電離才具有導電功能?？諝饷芏容^大時，電離的自由電荷很簡單與其他空氣分子碰撞，正、負離子重新復合，難以形成穩(wěn)定電流，電離后的自由電荷在淡薄氣體環(huán)境中導電性能更好，B、D正確。9．(陰極射線管)(多選)陰極射線管中加高電壓的作用是()A．使管內(nèi)氣體電離B．使管內(nèi)正離子加速撞擊陰極產(chǎn)生陰極射線C．電弧放電D．使電子減速答案AB解析陰極射線管加上高電壓時，管中殘存氣體分子被電離成正離子和電子分別向兩極運動，正離子在電場加速下撞擊陰極而使陰極釋放出更多電子形成陰極射線，A、B正確。10．(電荷量)密立根用噴霧的方法獲得了帶電液滴，然后把這些帶有不同電荷量和質(zhì)量的液滴置于電場中，通過電場力和重力平衡的方法最終測得了帶電液滴帶的電荷量。某次測量中，他得到了如下數(shù)據(jù)，則可得出結(jié)論為：______________________________________。液滴編號電荷量/C16.41×10－1929.70×10－1931.6×10－1944.82×10－19……答案電荷量都是元電荷e的整數(shù)倍解析元電荷是電荷量的最小值，最早是由美國科學家密立根用試驗測得。分析表格數(shù)據(jù)可知電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。11．(綜合)如圖所示為一種可用于測量電子電荷量e與質(zhì)量m比值eq\f(e,m)的陰極射線管，管內(nèi)處于真空狀態(tài)。圖中L是燈絲，當接上電源時可放射電子。A是中心有小圓孔的金屬板，當L和A間加上電壓時(其電壓值比燈絲電壓大許多)，電子將被加速并沿圖中虛直線所示的路徑到達熒光屏S上的O點，發(fā)出熒光。P1、P2為兩塊平行于虛直線的金屬板，已知兩板間距為d。在虛線所示的橢圓形區(qū)域內(nèi)可施加一勻強磁場，已知其磁感應強度為B，方向垂直紙面對外。a、b1、b2、C1、C2都是固定在管殼上的金屬引線。E1、E2、E3是三個電壓可調(diào)并可讀出其電壓值的直流電源。(1)試在圖中畫出三個電源與陰極射線管的有關(guān)引線的連線；(2)導出計算eq\f(e,m)的表達式。要求用應測物理量及題給已知量表示。答案(1)見解析(2)eq\f(e,m)＝eq\f(E\o\al(2,3),2E2B2d2)解析(1)在b1、b2間接E1作為燈絲的加熱電源，對于電源的極性沒有要求；在a、b2間接E2作為加速電壓，要求a接E2的正極；在C1、C2間接E3作為速度選擇器的偏轉(zhuǎn)電壓，