2024-2025學年高中物理分層訓練六電子的發(fā)現(xiàn)含解析新人教版選修3-5

PAGE5-分層訓練(六)電子的發(fā)覺[基礎達標練]1．關于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是()A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子流D．陰極射線本質(zhì)是X射線2．從陰極射線管放射出的一束電子，通過圖示的磁場，以下四幅圖中能正確描繪電子偏轉(zhuǎn)狀況的是()3．(多選)關于密立根“油滴試驗”的科學意義，下列說法正確的是()A．測得了電子的電荷量B．首先測得了電子的比荷C．為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻D．為人類進一步探討原子的結(jié)構(gòu)供應了肯定的理論依據(jù)4．電子所帶電荷量最早是由美國物理學家密立根測得的，他依據(jù)試驗中視察到帶電油滴懸浮在電場中，即油滴所受靜電力和重力平衡，得出油滴的電荷量．某次試驗中測得多個油滴所帶電荷量Q如表(單位10－19C6.418.019.6511.2314.4817.6620.62…A.密立根通過試驗發(fā)覺了電子B．密立根通過試驗證明白電子帶負電C．在試驗誤差允許范圍內(nèi)，油滴所帶電荷量之差相等D．在試驗誤差允許范圍內(nèi)，油滴所帶電荷量是1.6×10－19C5．(多選)如圖，將一陰極射線管置于一通電螺線管的左側(cè)，則()A．通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向向左B．通電螺線管產(chǎn)生的磁場方向向右C．陰極射線管中的電子束將向紙面外偏轉(zhuǎn)D．陰極射線管中的電子束將向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)[實力提升練]6．如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后水平進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)覺電子流向上極板偏轉(zhuǎn)．設兩極板間電場強度為E，磁感應強度為B.欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，只實行下列措施，其中可行的是()A．適當減小電場強度EB．適當減小磁感應強度BC．適當增大加速電場極板之間的距離D．適當減小加速電壓U7．帶電粒子的比荷eq\f(q,m)是一個重要的物理量．某中學物理愛好小組設計了一個試驗，探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的比荷，試驗裝置如圖所示．(1)他們的主要試驗步驟如下：A．在兩極板M1MB．在M1M2兩極板間加合適的電場，加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)整增大，使熒屏上的亮點漸漸向熒屏下方偏移，直到熒屏上恰好看不見亮點為止，登記此時外加電壓為C．保持步驟B中的電壓U不變，對M1M2區(qū)域加一個大小、方向合適的磁場(2)依據(jù)上述試驗步驟，同學們正確地推算出電子的比荷與外加電場、磁場及其他相關量的關系為eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2d2).一位同學說，這表明電子的比荷大小將由外加電壓確定，外加電壓越大，則電子的比荷越大．你認為他的說法正確嗎？為什么？分層訓練(六)電子的發(fā)覺1．解析：陰極射線是原子受激放射出的電子流，關于陰極射線是電磁波、X射線都是在探討陰極射線過程中的一些假設，是錯誤的．答案：C2．解析：電子束從陰極射出，依據(jù)左手定則，伸開左手，磁感線穿過手心，四指指向電子運動的相反方向，拇指指向洛倫茲力方向，推斷得知電子所受的洛倫茲力方向向下，則電子束向下偏轉(zhuǎn)，故B正確．答案：B3．解析：密立根通過油滴試驗測定了電子電量并發(fā)覺電荷是量子化的．測定了e值，結(jié)合比荷，進一步可以確定電子質(zhì)量，電子的比荷是由湯姆孫首先測出的．答案：ACD4．解析：分析這些數(shù)據(jù)可知油滴所帶電荷量是元電荷的整數(shù)倍．密立根試驗測得了元電荷的數(shù)值，即1.6×10－19C答案：D5．解析：依據(jù)安培定則，螺線管內(nèi)部的磁場方向向左，故選項A正確、B錯誤；陰極射線管所處位置磁場方向向左，依據(jù)左手定則知，電子所受的洛倫茲力方向垂直紙面對里，則陰極射線管中的電子束將向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，故選項C錯誤、D正確．答案：AD6．解析：A對：要使粒子在復合場中做勻速直線運動，故Eq＝qvB.依據(jù)左手定則可知電子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，故電子向上極板偏轉(zhuǎn)的緣由是電場力大于洛倫茲力，所以要么增大洛倫茲力，要么減小電場力．適當減小電場強度E，即可以減小電場力．B錯：適當減小磁感強度B，可以減小洛倫茲力．C錯：適當增大加速電場極板之間的距離，依據(jù)eU＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2eU,m))，由于粒子兩者間的電壓沒有變更，所以電子進入磁場的速率沒有變更，因此沒有變更電場力和洛倫茲力的大小．D錯：依據(jù)eU＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2eU,m))，適當減小加速電壓U，可以減小電子在復合場中運動的速度v，從而減小洛倫茲力．答案：A7．解析：(1)步驟B中電子在M1、M2兩極板間做類平拋運動，當增大兩極板間電壓時，電子在兩極板間的偏轉(zhuǎn)位移增大．當在熒屏上看不到亮點時，電子剛好打在下極板M2靠近熒屏端的邊緣，假設M1、M2兩極板間距離為L，則偏轉(zhuǎn)量為eq\f(L,2)，則eq\f(L,2)＝eq\f(Uq,2Lm)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,v)))2，eq\f(q,m)＝eq\f(L2v2,Ud2).①由此可以看出，步驟B的目的是使電子在電場中的偏轉(zhuǎn)位移成為已知量，就可以表示出比荷了．步驟C加上磁場后電子不偏轉(zhuǎn)，電場力等于洛倫茲力，且洛倫茲力方向向上，由左手定則可知磁場方向垂直于紙面對外．(2)由電場力等于洛倫茲力得eq\f(Uq,L)＝Bqv，解得v＝eq\f(U,BL)②將②式代入①式得eq\f(q,m)＝eq\f(U,B2d2)③由此可以看出，當U增大時，B必定也要增大，即eq\f(U,B2d