《2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构 1 电子的发现课时作业 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构 1 电子的发现课时作业 新人教版选修3-5（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十八章 原子结构1电子的发现一、A组(20分钟)1.关于阴极射线的性质,判断正确的是()A.阴极射线带负电B.阴极射线带正电C.阴极射线的比荷比氢原子比荷大D.阴极射线的比荷比氢原子比荷小解析:通过阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电,而且比荷比氢原子的比荷大得多,故选项A、C正确。答案:AC2.下列说法中正确的是()A.汤姆孙精确地测出了电子电荷量e=1.602 177 33(49)10-19 CB.电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C.汤姆孙油滴实验更重要的发现是电荷量是量子化的,即任何电荷量只能是e的整数倍D.通过实验测得电子的比荷及其电荷量e的值,就可以
2、确定电子的质量解析:电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的,选项A、C错误,选项B正确。测出比荷的值和电子电荷量e的值,可以确定电子的质量,故选项D正确。答案:BD3.导学号97280067下列关于阴极射线的说法正确的是()A.阴极射线是高速的质子流B.阴极射线可以用人眼直接观察到C.阴极射线是高速运动的电子流D.阴极射线是电磁波解析:阴极射线是高速运动的电子流,人们只有借助于它与物质相互撞击时,使一些物质发出荧光等现象才能观察到。故正确选项为C。答案:C4.下列关于电子的说法正确的是()A.发现电子是从研究阴极射线开始的B.汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的C.电子发现的意义是让人们
3、认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有复杂的结构D.电子是带正电的,可以在电场和磁场中偏转解析:发现电子是从研究阴极射线开始的,A项正确;汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是相同的,B项错误;电子的发现让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有复杂的结构,C项正确;电子是带负电的,选项D错误。答案:AC5.如图,汤姆孙的气体放电管的示意图,下列说法中正确的是()A.若在D1、D2之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的P1点B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转C.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转D.若在D1、D2之间加上
4、垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转解析:实验证明,阴极射线是电子,它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧,可知选项C正确,选项B错误;加上磁场时,电子在磁场中受洛伦兹力作用,要发生偏转,因而选项D错误;当不加电场和磁场时,电子所受的重力可以忽略不计,因而不发生偏转,选项A正确。答案:AC6.如图,密立根油滴实验装置。在A板上方用喷雾器将油滴喷出,若干油滴从板上的一个小孔中落下,喷出的油滴因摩擦而带负电。已知A、B板间的电压为U、间距为d时,油滴恰好静止。撤去电场后油滴徐徐下落,最后测出油滴以速度v匀速运动,已知空气阻力正比于速度F=kv,则油滴所带的电荷量q=。某次实验得到q的测量值见下表(
5、单位:10-19 C)6.418.019.6511.2312.83分析这些数据可知。解析:由mg-Eq=0,mg-kv=0,E=,解得q=。油滴的电荷量是1.610-19 C的整数倍。答案:油滴的电荷量是1.610-19 C的整数倍7.为了测定带电粒子的比荷,让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间,已知匀强电场的电场强度为E,在通过长为L的两金属板间后,测得偏离入射方向的距离为d;如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场,磁场方向垂直于粒子的入射方向,磁感应强度为B,则粒子恰好不偏离原来方向,求。解析:仅加电场时d=)()2加复合场时Bqv0=qE由以上两式得。答案:8.如图所示,在纸面内半径
6、为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一束阴极射线从图中A点以速度v0垂直磁场射入,当射线离开磁场时,速度方向刚好改变了180,不计电荷的重力,求射线的比荷。解析:符合题目条件的运动轨迹如图所示,由几何关系得,射线在磁场中的旋转半径为圆形磁场区域半径的一半,即由此得射线的比荷为。答案:二、B组(20分钟)1.如图,电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是()A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向C.加一电场,电场方向沿z轴负方向D
7、.加一电场,电场方向沿y轴正方向解析:由于电子沿x轴正方向射出,要使荧光屏上的亮线向下偏转,则需使电子所受洛伦兹力方向向下,由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向,选项A错误,选项B正确;若加电场,需使电子所受电场力方向向下,则所加电场方向应沿z轴正方向,选项C、D错误。答案:B2.导学号97280068如图,示波管中电子枪的原理示意图,示波管内被抽成真空,A为发射热电子的阴极,K为接在高电势点的加速阳极,A、K间电压为U,电子离开阴极时的速度可以忽略,电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v。下面的说法中正确的是()A.如果A、K间距离减半而电压仍为U不变,则电子离开K时的速度变为2vB.
8、如果A、K间距离减半而电压仍为U不变,则电子离开K时的速度变为C.如果A、K间距离保持不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为D.如果A、K间距离保持不变而电压减半,则电子离开K时的速度变为v解析:对电子从A到K的过程应用动能定理得eU=mv2-0,所以电子离开K时的速度取决于A、K之间电压的大小,选项A、B错误;如果电压减半,则v应变为原来的,选项C错误,D正确。答案:D3.对于图中所示的实验装置,下列说法正确的是()A.这是阴极射线是否带电的实验装置B.密立根首次观察到阴极射线C.汤姆孙确定了组成阴极射线的粒子是电子D.赫兹认为阴极射线是一种电磁波E.普吕克尔命名了阴极射线解析:1897年
9、汤姆孙利用题图的实验装置,确定了组成阴极射线的粒子是电子,A、C正确;1858年普吕克尔首次观察到阴极射线,B错误;1876年,戈德斯坦命名了阴极射线,认为管壁上的荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的,并把这种射线命名为阴极射线,E错误;赫兹认为阴极射线是一种电磁波,D正确。答案:ACD4.在研究性学习中,某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验,其实验装置如图所示。abcd是个长方形盒子,在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点,荧光屏M贴着cd放置,能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。粒子源不断地发射相同
10、的带电粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子经过电压为U的电场加速后,从f孔垂直于ad边射入盒内。粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。若已知fd=cd=L,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。请你根据上述条件求出带电粒子的比荷。解析:带电粒子进入电场,经电场加速。根据动能定理得qU=mv2,得v=。粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图所示。设圆的半径为R,在Ode中,有(L-R)2+=R2,整理得R=L,洛伦兹力充当向心力,有qvB=m,解得。答案:5.导学号97280069电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分
11、别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力。(1)调节两金属板间的电势差u,当u=U0时,使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动,则该油滴所带电荷量q为多少?(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带电荷量Q。解析:(1)由平衡条件知m1g=q,解得q=。(2)若Q为正电荷,根据牛顿第二定律有m2g+=m2a,且d=at2,由以上两式解得Q=。若Q为负电
12、荷,根据牛顿第二定律有m2g-=m2a,又d=at2,由以上两式解得Q=。答案:(1)q=(2)6.如图,美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板间距为d,油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间,当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为,已测量出油滴的直径为D(油滴可看作球体,球体体积公式V=D3),重力加速度为g。(1)设油滴受到气体的阻力F=kv,其中k为阻力系数,求k的大小;(2)求油滴所带电荷量。解析:(1)油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,有kv1=mgm=V=D3,则k=。(2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力为F电=qE=q油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,则kv2+mg=q油滴所带电荷量为q=。答案:(1)(2)
