【名師一號(hào)】2021年新課標(biāo)版物理選修3-5-雙基限時(shí)練11-原子結(jié)構(gòu)

雙基限時(shí)練(十一)電子的發(fā)覺(jué)1．陰極射線管中的高電壓的作用是()A．使管內(nèi)氣體電離B．使管內(nèi)產(chǎn)生陰極射線C．使管中障礙物的電勢(shì)上升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酷熱狀態(tài)而放射的電子，通過(guò)高壓對(duì)電子加速獲得能量，與玻璃發(fā)生碰撞而產(chǎn)生熒光，故D正確．答案D2．(多選題)湯姆孫對(duì)陰極射線的探究，最終發(fā)覺(jué)了電子，由此被稱為“電子之父”，關(guān)于電子的說(shuō)法正確的是()A．任何物質(zhì)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)量是氫離子質(zhì)量的1836倍D．電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元解析湯姆孫對(duì)不同材料的陰極發(fā)出的射線進(jìn)行爭(zhēng)辯，均為同一種相同的粒子——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，故A、D選項(xiàng)正確．答案AD3．電子的發(fā)覺(jué)說(shuō)明()A．原子是由原子核和電子組成的B．物質(zhì)是帶電的且肯定帶負(fù)電C．原子可進(jìn)行再分D．原子核可再分答案C4．(多選題)關(guān)于電荷量，下列說(shuō)法正確的是()A．物體的帶電量可以是任意值B．物體的帶電量只能是某些值C．物體帶電量的最小值是1.6×10－19CD．一個(gè)物體帶上1.6×10－9C的正電荷，這是它失去了1010答案BCD5．(多選題)關(guān)于陰極射線，下列說(shuō)法正確的是()A．陰極射線就是淡薄氣體導(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)生的電子流C．陰極射線是組成物體的原子D．陰極射線按直線傳播，但可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)答案BD6．(多選題)關(guān)于空氣導(dǎo)電性能，下列說(shuō)法正確的是()A．空氣導(dǎo)電，由于空氣分子中有的帶正電，有的帶負(fù)電，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?，是由于空氣分子在射線或強(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．空氣密度變得越淡薄，越簡(jiǎn)潔發(fā)出輝光解析空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常狀況下，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)電功能，且空氣密度較大時(shí)，電離的自由電荷很簡(jiǎn)潔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淡薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好，而氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)出輝光．綜上所述，正確答案B、D.答案BD7．下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)，在下列措施中可接受的是()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軸正方向解析若加磁場(chǎng)，由左手定則可推斷其方向應(yīng)沿y軸正方向；若加電場(chǎng)，依據(jù)受力狀況可知其方向應(yīng)沿z軸正方向，故只有B選項(xiàng)正確．應(yīng)明確管內(nèi)是電子流，然后依據(jù)洛倫茲力和電場(chǎng)力方向的判定方法進(jìn)行判定．答案B8．如圖為示波管中電子槍的原理示意圖，A為放射電子的陰極，K為接在高電勢(shì)的加速極，A、K之間電壓為U，電子離開(kāi)陰極時(shí)的速度可以忽視，電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出的速度大小為v，下列說(shuō)法正確的是()A．假如A、K之間距離減半而電壓仍為U，那么電子離開(kāi)K的速度為2vB．假如A、K間距離減半電壓仍為U，那么電子經(jīng)過(guò)K時(shí)的速度為eq\f(\r(2),2)vC．假如A、K間距離保持不變而電壓減半，那么電子離開(kāi)K時(shí)的速度為eq\f(\r(2),2)vD．假如A、K間距離保持不變而電壓減半，那么電子離開(kāi)K時(shí)的速度為eq\f(v,2)解析由動(dòng)能定理可知，電子在加速電場(chǎng)中被加速，eU＝eq\f(1,2)mv2，所以當(dāng)電壓減半后，速度為eq\f(\r(2),2)v，故C選項(xiàng)正確．答案C9．如圖所示是對(duì)光電效應(yīng)中產(chǎn)生的光電子進(jìn)行比荷測(cè)定的原理圖，兩塊平行金屬板相距很近，板間距為d，放在真空中，其中N為鋅板，受紫外線照射后將激發(fā)出沿不同方向的光電子，光電子打在M板上形成電流，引起微安表指針偏轉(zhuǎn)，若調(diào)整變阻器R，漸漸增大兩板間電壓，可以使光電流漸漸減小到零，當(dāng)電壓表讀數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，在MN之間加一垂直紙面的磁場(chǎng)，漸漸增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，也能使光電流漸漸減小到零，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么光電子的比荷為_(kāi)_______．解析當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí)，光電流恰好為零，可知，光電子的最大初動(dòng)能為eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eU①斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，在MN之間加一垂直紙面的磁場(chǎng)，隨B的增大，也能使光電流為零，最大初動(dòng)能的光電子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑為板間距d，則Bev0＝eq\f(2mv\o\al(2,0),d)②由①②解得eq\f(e,m)＝eq\f(8U,B2d2).答案eq\f(8U,B2d2)10．為了測(cè)定帶電粒子的比荷eq\f(q,m)，讓這個(gè)帶電粒子垂直電場(chǎng)方向飛進(jìn)平行金屬板間，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，在通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的兩金屬板間后，測(cè)得偏離入射方向的距離為d，假如在兩板間加垂直于電場(chǎng)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于粒子的入射方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則粒子恰好不偏離原來(lái)的方向，求eq\f(q,m)為多少？解析設(shè)帶電粒子以速度v0垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，則d＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)eq\f(qE,m)(eq\f(L,v0))2①此帶電粒子垂直入射到正交的電磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由平衡條件qE＝qv0B，得v0＝eq\f(E,B)②由①②兩式得eq\f(qEL2,2md)＝eq\f(E2,B2)解得eq\f(q,m)＝eq\f(2Ed,B2L2).答案eq\f(2Ed,B2L2)11．帶電粒子的荷質(zhì)比eq\f(q,m)(即比荷)是一個(gè)重要的物理量．某中學(xué)物理愛(ài)好小組設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(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，試驗(yàn)裝置如圖所示．(1)他們的主要試驗(yàn)步驟如下：A．首先在兩極板M1MB．在M1M2兩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)整增大，使熒屏上的亮點(diǎn)漸漸向熒屏下方偏移，直到熒屏上恰好看不見(jiàn)亮點(diǎn)為止，登記此時(shí)外加電壓為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)(2)依據(jù)上述試驗(yàn)步驟，同學(xué)們正確地推算出電子的荷質(zhì)比與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的關(guān)系為eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2d2).一位同學(xué)說(shuō)，這表明電子的荷質(zhì)比大小將由外加電壓打算，外加電壓越大則電子的荷質(zhì)比越大，你認(rèn)為他的說(shuō)法正確嗎？為什么？解析(1)B中熒光屏恰好看不到亮點(diǎn)，說(shuō)明電子剛