2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-5課時(shí)作業(yè)18-1 電子的發(fā)現(xiàn)

1、課時(shí)作業(yè)11電子的發(fā)現(xiàn)時(shí)間：45分鐘一、選擇題(15為單選，69為多選)1關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是(c)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 d陰極射線本質(zhì)是x射線解析：陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子，關(guān)于陰極射線是電磁波、x射線都是在研究陰極射線過程中的一些假設(shè)，是錯(cuò)誤的2關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”，下列說法正確的是(b)a密立根利用電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡的方法，測(cè)得了帶電體的最小帶電荷量b密立根利用電場(chǎng)力和重力平衡的方法，推測(cè)出了帶電體的最小帶電荷量c密立根利用磁偏轉(zhuǎn)的知識(shí)推測(cè)出了電子的電荷量d密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”直接驗(yàn)證了電子的質(zhì)量不足氫離子質(zhì)量的千分之一

2、3英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究(a)a發(fā)現(xiàn)陰極射線在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)b發(fā)現(xiàn)陰極射線在磁場(chǎng)中受力情況跟正電荷受力情況相同c發(fā)現(xiàn)不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同d并未得出陰極射線粒子的電荷量解析：湯姆孫利用其設(shè)計(jì)的陰極射線管，并將不同的氣體充入管內(nèi)，用多種不同的金屬分別制成陰極，結(jié)果證明比荷大體相同，c錯(cuò)誤湯姆孫和他的學(xué)生通過測(cè)量得知陰極射線的電荷量與氫離子的電荷量大小基本相同，d錯(cuò)誤陰極射線帶負(fù)電，a正確，b錯(cuò)誤4發(fā)射陰極射線的陰極射線管中的高電壓的作用是(d)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

3、于熾熱狀態(tài)而發(fā)射的電子流，通過高電壓加速而獲得能量，與玻璃碰撞而產(chǎn)生熒光，故選項(xiàng)d正確5如圖是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，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)，在下列措施中可采用的是(b)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：由于電子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，若所受洛倫茲力向下，使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知磁場(chǎng)方向應(yīng)沿y軸正方向；若加電場(chǎng)使電子射線向下偏轉(zhuǎn)，所受電場(chǎng)力方向向下，則所加電場(chǎng)方向應(yīng)沿z軸正方向，由此可知b正確6如果發(fā)現(xiàn)電視畫面的

4、幅度比正常偏小，可能是下列哪些原因引起的(bcd)a電子槍發(fā)射能力減小b加速電壓的電壓過高，電子速度大c偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，偏轉(zhuǎn)匝數(shù)減少d偏轉(zhuǎn)線圈電流過小，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)減弱解析：由eumv2，r知：r.u增大，v增大，則r增大，b對(duì)；線圈匝數(shù)減少，則b減小，r增大，c正確；同理知d正確7如圖所示，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)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)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)，則下列說法正確的是(cd)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)丶哟蠹铀匐妷簎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)區(qū)域中，

5、受到的電場(chǎng)力fqe，方向向上，受到的洛倫茲力f洛qvb，方向向下，離子向上偏，說明電場(chǎng)力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運(yùn)動(dòng)，即qeqvb，則只有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)力的途徑是減小電場(chǎng)強(qiáng)度e.選項(xiàng)c、d正確8.如圖所示為一“濾速器”裝置示意圖a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子組成的電子流沿水平方向經(jīng)小孔o(hù)進(jìn)入a、b兩板之間為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電子仍能夠沿水平直線oo運(yùn)動(dòng)，由o射出不計(jì)重力作用可能達(dá)到上述目的的辦法是(ad)a使a板電勢(shì)

6、高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里b使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里c使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外d使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外解析：要使電子沿oo運(yùn)動(dòng)，則電子在豎直方向所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，若a板電勢(shì)高于b板，則電子所受電場(chǎng)力豎直向上，其所受洛倫茲力必向下，由左手定則可判定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故a選項(xiàng)正確；同理可判定d選項(xiàng)也正確9電子槍發(fā)射出的電子打在熒光屏上時(shí)，會(huì)在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑，如果在熒光屏上得到如圖所示的亮斑p，那么示波管中的(bc)a極板x應(yīng)帶正電 b極板x應(yīng)帶正電c極板y應(yīng)帶正電 d極板y應(yīng)帶正電解析：因?yàn)殡娮酉騳及x方向偏轉(zhuǎn)，故極板x、極板y應(yīng)

7、帶正電正確答案為b、c.二、非選擇題10一個(gè)半徑為1.62×104 cm的帶負(fù)電的油滴，在電場(chǎng)強(qiáng)度等于1.92×105 v/m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)電子的電荷量？(已知油的密度為0.851×103 kg/m3，g取10 m/s2)答案：5解析：油滴質(zhì)量：mv，其中vr3，又由力的平衡得：mgqe，解得：q8×1019 c.由e1.6×1019 c，知q5e.即這個(gè)油滴帶有5個(gè)電子的電荷量11亥姆霍茲線圈是一對(duì)彼此平行串聯(lián)的共軸圓形線圈，兩線圈大小相同，線圈之間距離d正好等于圓形線圈的半徑r

8、，如圖所示這種線圈的特點(diǎn)是能在其公共軸線中點(diǎn)o附近產(chǎn)生近似勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈中的電流成正比，即bki.電子槍將燈絲溢出的電子經(jīng)電壓為u的電場(chǎng)加速后，垂直射入上述勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，測(cè)得電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，試求電子的比荷答案：解析：電子經(jīng)電壓u加速，由動(dòng)能定理得：eumv2當(dāng)電子垂直射入由亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在洛倫茲力作用下電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力為向心力，則evbm由兩式得：又知，亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電流成正比，即bki，則.12如圖所示為美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的金屬板間距為d.油滴從噴霧器的噴嘴噴出時(shí)，由于與噴嘴摩擦而帶負(fù)電油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進(jìn)入平行金屬板間當(dāng)平行金屬板間不加電壓時(shí)，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v1豎直向下勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)上板帶正電，下板帶負(fù)電，兩板間的電壓為u時(shí)，帶電油滴恰好能以速度v2豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)已知油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為，已測(cè)量出油滴的直徑為d(油滴可看做球體，球體體積公式vd3)，重力加速度為g.(1)設(shè)油滴受到氣體的阻力fkv，其中k為阻力系數(shù)，求k的大?。?2)求油滴所帶