高中物理人教版选修3-5自测作业 第18章 第1节 电子的发现 Word版含解析
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| 名称 | 高中物理人教版选修3-5自测作业 第18章 第1节 电子的发现 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 394.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-20 15:46:32 | ||
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文档简介
第十八章 第一节
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( D )
A．阴极射线的本质是紫外线 B．阴极射线的本质是红外线
C．阴极射线的本质是X射线 D．阴极射线的本质是电子流
解析：阴极射线的本质是带电的粒子流，即电子流。故D项正确。
2．(2020·安徽铜陵一中高二下学期期中)下列说法错误的是( D )
A．电子是原子的组成部分
B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的
C．电子电荷的数值约为1.602×10－19 C
D．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
解析：电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的，选项A正确。电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，其测得电子电荷的值约为1.602×10－19 C，选项BC正确。电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，选项D错误。
3．(2020·山东海岳中学高二下学期期中)关于阴极射线，下列说法正确的是( D )
A．阴极射线是一种电磁辐射
B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的光子流
C．阴极射线是组成物体的原子
D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转
解析：阴极射线是由阴极直接发出的电子流，可被电场、磁场偏转，A、B、C错误，D正确。
4．下面对阴极射线的认识正确的是( CD )
A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的
B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生
C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线
D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极
解析：阴极射线是由阴极直接发出的，故A错误；只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极产生阴极射线，故B错误，D正确；阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线，C正确。
5．关于空气的导电性能，下列说法正确的是( BD )
A．空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动
B．空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的结果
C．空气密度越大，导电性能越好
D．空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体。但在射线、受热或强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合，难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在稀薄空气中导电性能更好，故选项B、D正确。
二、非选择题
6．如图所示为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ρ，已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体，球体体积公式V＝πD3)，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。
答案：(1)πρD3g (2)
解析：(1)油滴速度为v1时所受阻力f1＝kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1＝mg
m＝ρV＝πρD3，则k＝πρD3g
(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＝。
能力提升
一、选择题(1题为单选题，2～4题为多选题)
1．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通过如图所示的电流，电子的偏转方向为( A )
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
解析：根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确。
2．如图所示，关于高压的真空管，下列说法中正确的是( BD )
A．加了高压的真空管中可以看到辉光现象
B．a为负极，b为正极
C．U1为高压电源，U2为低压电源
D．甲为环状物，乙为荧光中出现的阴影
解析：真空中不能发生辉光放电。U1为低压电源，U2为高压电源。
3．如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则( BC )
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关
解析：阴极射线的粒子带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里。由安培定则判定AB中电流的方向由B向A，A错误，B正确。电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变，故C正确，D错误。
4．如图是密立根油滴实验的示意图。油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是( AD )
A．油滴带负电
B．油滴质量可通过天平来测量
C．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量
D．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍
解析：由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故选项A正确；油滴的质量很小，不能通过天平测量，故选项B错误；根据油滴受力平衡得mg＝qE＝q，得q＝，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴所带的电荷量，故选项C错误；根据密立根油滴实验研究可知，该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故选项D正确。
二、非选择题
5．在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑。若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：
(1)说明阴极射线的电性；
(2)说明图中磁场沿什么方向；
(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷。
答案：(1)带负电 (2)垂直纸面向里 (3)
解析：(1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电。
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里。
(3)设此射线带电量为q，质量为m，当射线在DG间做匀速直线运动时，有
qE＝Bqv
当射线在DG间的磁场中偏转时，有
Bqv＝
同时又有L＝r·sinθ
解得＝
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( D )
A．阴极射线的本质是紫外线 B．阴极射线的本质是红外线
C．阴极射线的本质是X射线 D．阴极射线的本质是电子流
解析：阴极射线的本质是带电的粒子流，即电子流。故D项正确。
2．(2020·安徽铜陵一中高二下学期期中)下列说法错误的是( D )
A．电子是原子的组成部分
B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的
C．电子电荷的数值约为1.602×10－19 C
D．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷
解析：电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的，选项A正确。电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，其测得电子电荷的值约为1.602×10－19 C，选项BC正确。电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，选项D错误。
3．(2020·山东海岳中学高二下学期期中)关于阴极射线，下列说法正确的是( D )
A．阴极射线是一种电磁辐射
B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的光子流
C．阴极射线是组成物体的原子
D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转
解析：阴极射线是由阴极直接发出的电子流，可被电场、磁场偏转，A、B、C错误，D正确。
4．下面对阴极射线的认识正确的是( CD )
A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的
B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生
C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线
D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极
解析：阴极射线是由阴极直接发出的，故A错误；只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极产生阴极射线，故B错误，D正确；阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线，C正确。
5．关于空气的导电性能，下列说法正确的是( BD )
A．空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动
B．空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的结果
C．空气密度越大，导电性能越好
D．空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体。但在射线、受热或强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合，难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在稀薄空气中导电性能更好，故选项B、D正确。
二、非选择题
6．如图所示为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ρ，已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体，球体体积公式V＝πD3)，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。
答案：(1)πρD3g (2)
解析：(1)油滴速度为v1时所受阻力f1＝kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1＝mg
m＝ρV＝πρD3，则k＝πρD3g
(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＝。
能力提升
一、选择题(1题为单选题，2～4题为多选题)
1．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通过如图所示的电流，电子的偏转方向为( A )
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
解析：根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确。
2．如图所示，关于高压的真空管，下列说法中正确的是( BD )
A．加了高压的真空管中可以看到辉光现象
B．a为负极，b为正极
C．U1为高压电源，U2为低压电源
D．甲为环状物，乙为荧光中出现的阴影
解析：真空中不能发生辉光放电。U1为低压电源，U2为高压电源。
3．如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则( BC )
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关
解析：阴极射线的粒子带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里。由安培定则判定AB中电流的方向由B向A，A错误，B正确。电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变，故C正确，D错误。
4．如图是密立根油滴实验的示意图。油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是( AD )
A．油滴带负电
B．油滴质量可通过天平来测量
C．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量
D．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍
解析：由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故选项A正确；油滴的质量很小，不能通过天平测量，故选项B错误；根据油滴受力平衡得mg＝qE＝q，得q＝，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴所带的电荷量，故选项C错误；根据密立根油滴实验研究可知，该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故选项D正确。
二、非选择题
5．在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑。若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题：
(1)说明阴极射线的电性；
(2)说明图中磁场沿什么方向；
(3)根据L、E、B和θ，求出阴极射线的比荷。
答案：(1)带负电 (2)垂直纸面向里 (3)
解析：(1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电。
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里。
(3)设此射线带电量为q，质量为m，当射线在DG间做匀速直线运动时，有
qE＝Bqv
当射线在DG间的磁场中偏转时，有
Bqv＝
同时又有L＝r·sinθ
解得＝