高中物理 課時提升作業(yè)四 第二章 原子結構 2.1 電子 教科版選修35

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1、 課時提升作業(yè) 四 電子 (30分鐘　50分) 一、選擇題(本大題共5小題,每小題6分,共30分) 1.湯姆孫對陰極射線本質的研究,采用的主要方法有　 (　　) A.用陰極射線轟擊金箔,觀察其散射情況 B.用“油滴實驗”精確測定電子電荷的帶電量 C.讓陰極射線通過電場和磁場,通過陰極射線的偏轉情況判斷其電性和計算其比荷 D.用陰極射線轟擊熒光物質,對熒光物質發(fā)出的光進行光譜分析 【解析】選C。湯姆孫是通過對陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況的研究,來判斷其電性和計算其比荷的。 2.(多選)關于電子的發(fā)現,下列敘述中正確的是　(　　) A.電子的發(fā)現說明原子是由電子和原子核

2、組成的 B.電子的發(fā)現說明原子具有一定的結構 C.電子是第一種被人類發(fā)現的微觀粒子 D.電子的發(fā)現比較好地解釋了物體的帶電現象 【解析】選B、C、D。發(fā)現電子之前,人們認為原子是不可再分的最小粒子,電子的發(fā)現說明原子有一定的結構,B正確;電子是人類發(fā)現的第一種微觀粒子,C正確;物體帶電的過程,就是電子的得失和轉移的過程,D正確。 3.(多選)下列是某實驗小組測得的一組電荷量,符合事實的是　(　　) A.+310-19C　　　　　B.+4.810-19C C.-3.210-26C D.-4.810-19C 【解析】選B、D。電荷是量子化的,任何帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整

3、數倍。1.610-19C是目前為止自然界中最小的電荷量,故B、D正確。 4.(多選)如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉線圈的示意圖。顯像管中有一個陰極,工作時它能發(fā)射陰極射線,熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光。安裝在管頸的偏轉線圈產生偏轉磁場,可以使陰極射線發(fā)生偏轉。下列說法中正確的是　 (　　) A.如果偏轉線圈中沒有電流,則陰極射線應該打在熒光屏正中的O點 B.如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心,打在熒光屏上的A點,則偏轉磁場的方向應該垂直紙面向里 C.如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心,打在熒光屏上的B點,則偏轉磁場的方向應該垂直紙面向里 D.如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由

4、B向A點移動,則偏轉磁場強度應該先由小到大,再由大到小 【解析】選A、C。由粒子的電性及左手定則可知B項錯誤;由R=可知,B越小,R越大,故D項錯誤。 【補償訓練】 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,在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉,在下列措施中可采用的是　(　　) A.加一磁場,磁場方向沿z軸負方向 B.加一磁場,磁場方向沿y軸正方向 C.加一電場,電場方向沿z軸負方向 D.加一電場,電場方向沿y軸正方向 【解析】選B.由于電子沿x軸正方向運動,若使電子射線向下偏轉,所受洛倫茲力應向下,由左手定則可知磁

5、場方向應沿y軸正方向;若加電場使電子射線向下偏轉,所受電場力方向應向下,則所加電場方向應沿z軸正方向,由此可知B正確。 5. 如圖為示波管中電子槍的原理示意圖。示波管內被抽成真空,A為發(fā)射電子的陰極,K為接在高電勢點的加速陽極,A、K間電壓為U。電子離開陰極時的速度可以忽略,電子經加速后從K的小孔中射出時的速度大小為v。下面的說法中正確的是　(　　) A.如果A、K間距離減半而電壓仍為U不變,則電子離開K時的速度變?yōu)?v B.如果A、K間距離減半而電壓仍為U不變,則電子離開K時的速度變?yōu)? C.如果A、K間距離保持不變而電壓減半,則電子離開K時的速度變?yōu)? D.如果A、K間距離保持不變而

6、電壓減半,則電子離開K時的速度變?yōu)関 【解析】選D。由qU=mv2得v=,由公式可知,電子經加速電場加速后的速度與加速電極之間的距離無關,對于確定的加速粒子——電子,其速度只與電壓有關,由此不難判定D正確。 二、非選擇題(20分) 6.一種測定電子比荷的實驗裝置如圖所示。在真空玻璃管內,陰極K發(fā)出的電子經陽極A與陰極K之間的高電壓加速后,形成一細束電子流,以平行于平板電容器極板的速度進入兩極板C、D間的區(qū)域。若兩極板C、D間無電壓,電子將打在熒光屏上的O點;若在兩極板間施加電壓U,則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點;若再在極板間施加一個方向垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場,

7、則電子在熒光屏上產生的光點又回到O。已知極板的長度l=5.00cm,C、D間的距離d=1.50cm,極板區(qū)的中點M到熒光屏中點O的距離為L=12.50cm,U=200V,B=6.310-4T,P點到O點的距離y=3.0cm。試求電子的比荷。 【解題指南】解答本題要明確以下三點: (1)粒子在正交的電磁場中做勻速直線運動時,洛倫茲力與電場力平衡。 (2)粒子在電場中偏轉時,在平行極板方向做勻速直線運動,垂直極板方向做初速度為零的勻加速直線運動。 (3)粒子射出電場時,其速度方向的反向延長線與粒子初速度方向交于電場的中點。 【解析】因電子在正交的電場、磁場中不偏轉且做勻速直線運動,所

8、以有Bev=Ee=e,所以v=?！、? 電子在只有偏轉電場時,出場偏轉距離設為y1,則由幾何關系知=, 所以y1=?、? 而y1=at2=?、? 由①②③得,電子的比荷 == C/kg =1.61251011C/kg。 所以電子的比荷為1.61251011C/kg. 答案:1.61251011C/kg 【總結提升】測比荷的方法 測量帶電粒子的比荷,常見的測量方法有兩種: (1)利用磁偏轉測比荷,由qvB=m得=,只需知道磁感應強度B、帶電粒子的初速度v和偏轉半徑R即可。 (2)利用電偏轉測比荷,偏轉量 y=at2=()2,故=。 所以在偏轉電場U、d、L已知時,只需測量

9、v和y即可。 【補償訓練】 美國科學家密立根通過油滴實驗首次測得電子的電量。油滴實驗的原理如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板與電源相連,上、下板分別帶正、負電荷。油滴從噴霧器噴出后,由于摩擦而帶電,經上板中央小孔落到兩板間的勻強電場中,通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況,兩金屬板間的距離為d,忽略空氣對油滴的浮力和阻力作用。 (1)調節(jié)兩金屬板間的電勢差U,當U=U0時,使得某個質量為m1的油滴恰好做勻速直線運動,求該油滴所帶的電荷量。 (2)若油滴進入電場時的初速度可以忽略,當兩金屬板間的電勢差U=U1時,觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速直線運動,經過時間t運動到下極

10、板,求此油滴所帶的電荷量。 【解析】(1)質量為m1的油滴恰好做勻速直線運動,則其所受重力與庫侖力平衡,即m1g=, 得q=。 (2)質量為m2的油滴向下做勻加速運動, d=at2,得a=。 若油滴帶正電,所受庫侖力方向向下,由牛頓第二定律得a=>g,到達下極板的時間很短,難以精確測量,與事實不符,則油滴帶負電,受到庫侖力的方向豎直向上,由牛頓第二定律m2g-q=m2a, 解得q=(g-)。 答案:(1)　(2)(g-) 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375