高中物理人教版选修3-5假期作业：18.1电子的发现假期作业（九）+Word版含解析

假期作业(九)

1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是(　　)
A．阴极射线本质是氢原子
B．阴极射线本质是电磁波
C．阴极射线本质是电子
D．阴极射线本质是X射线
【解析】　阴极射线是原子受到激发而射出的电子流．关于阴极射线是电磁波、X射线等都是研究阴极射线过程中的一些猜想，后来经证明都是错的．
【答案】　C
2．阴极射线管中的高电压的作用是(　　)
A．使管内气体电离
B．使管内产生阴极射线
C．使管内障碍物的电势升高
D．使电子加速
【解析】　在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，通过高电压对电子加速获得能量，使之与玻璃发生撞击而产生荧光．故D正确，A、B、C错误．
【答案】　D
3．关于电荷量，下列说法不正确的是(　　)
A．电子的电荷量是由密立根“油滴实验”测得的
B．物体的带电荷量可以是任意值
C．物体带电荷量的最小值为1.6×10－19 C
D．电子所带的电荷量称为元电荷
【解析】　密立根的“油滴实验”测出了电子的电荷量为1.6×10－19 C，并提出了电荷量子化的观点，因此A、C正确，B错误；任何物体的电荷量都为e的整数倍，并规定e所带的电荷量为元电荷，故D正确．
【答案】　B
4．已知X射线的“光子”不带电，假设阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是(　　)
A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量
B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转
C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向
D．阴极射线通过磁场方向可能发生改变
【解析】　因为X射线的“光子”不带电，故电场、磁场对X射线不产生作用力，故选项B对．
【答案】　B
5．(多选)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)×10－19C
B．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电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量
【解析】　电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的，A、C错误，B正确；测出其比荷的值和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确．
【答案】　BD
6．如图18-1-8是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，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(　　)
图18-1-8
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．加一电场，电场方向沿y轴正方向
【解析】　由于电子沿x轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方向应沿z轴正方向，由此可知B正确．
【答案】　B
7．(多选)如图18-1-9所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(　　)
图18-1-9
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的说法错误．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的说法正确．
【答案】　AC
图18-1-10
8．(多选)如图18-1-10所示，从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场，则下列说法正确的是(　　)
A．增大电场强度E，减小磁感应强度B
B．减小加速电压U，增大电场强度E
C．适当地加大加速电压U
D．适当地减小电场强度E
【解析】　正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域中，受到的电场力F＝qE，方向向上，受到的洛伦兹力F洛＝qvB，方向向下，离子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使离子沿直线运动，须qE＝qvB，则可使洛伦兹力增大或电场力减小，增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U或增大磁感应强度B，减小电场力的途径是减小电场强度E.选项C、D正确．
【答案】　CD

9．(多选)如图18-1-11所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图．显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光．安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转．下列说法中正确的是(　　)
图18-1-11
A．如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点
B．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里
C．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里
D．如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场强度应该先由小到大，再由大到小
【解析】　偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在O点，A正确．由阴极射线的电性及左手定则可知B错误，C正确；由R＝可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误．
【答案】　AC
图18-1-12
10．如图18-1-12所示为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的小孔中射出的速度大小为v，下面说法中正确的是(　　)
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2v
B．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】　由eU＝mv2得v＝，电子速度与A、K间距离无关．当电压减半时，速度变为v.
【答案】　D
图18-1-13
11．如图18-1-13是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(单位：×10－19 C)
6.41
8.01
9.65
11.23
12.83
分析这些数据可知：_______________________________________________.
【解析】　由题意mg－Eq＝0，mg－kv＝0，E＝，解得q＝.由表中数据知油滴的带电荷量是1.6×10－19C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19C.
【答案】　　油滴的带电荷量是1.6×10－19C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19C
12．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18-1-14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.
图18-1-14
【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．设圆周半径为R，在三角形Ode中，有(L－R)2＋＝R2，整理得：R＝L，洛伦兹力充当向心力：qvB＝m，联立上述方程，解得＝.
【答案】