PAGE5-電子的發(fā)覺與湯姆孫模型(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)1.關(guān)于陰極射線,下列說法正確的是 ()A.陰極射線帶正電B.陰極射線是在真空管內(nèi)由正極放出的電子流C.陰極射線是由德國物理學(xué)家戈德斯坦命名的D.陰極射線就是X射線【解析】選C。陰極射線是在真空管中由負(fù)極發(fā)出的電子流,故A、B錯誤;最早由德國物理學(xué)家戈德斯坦在1876年提出并命名為陰極射線,故C正確;陰極射線本質(zhì)是電子流,故D錯誤。2.(多選)如圖所示,一只陰極射線管,左側(cè)不斷有電子射出,若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時,發(fā)覺射線徑跡下偏,則 ()A.導(dǎo)線中的電流由A流向BB.導(dǎo)線中的電流由B流向AC.若要使電子束的徑跡往上偏,可以通過變更AB中的電流方一直實(shí)現(xiàn)D.電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)【解析】選B、C。陰極射線的粒子帶負(fù)電,由左手定則推斷管內(nèi)磁場垂直紙面對里。由安培定則判定AB中電流的方向由B向A,A錯誤,B正確。電流方向變更,管內(nèi)磁場方向變更,電子受力方向也變更,故C正確,D錯誤。3.(多選)湯姆孫對陰極射線進(jìn)一步探討,最終發(fā)覺了電子,因此被稱為“電子之父”。關(guān)于電子的說法正確的是 ()A.任何物質(zhì)中均有電子B.不同的物質(zhì)中具有不同的電子C.電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.電子是一種粒子,是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元【解析】選A、D。湯姆孫對不同材料的陰極發(fā)出的射線進(jìn)行探討,發(fā)覺均為同一種相同的粒子——電子,電子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元,它的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量。由此可知A、D正確,B、C錯誤。4.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(fù)方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采納的是 ()A.加一磁場,磁場方向沿z軸負(fù)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(fù)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(yùn)動,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方向應(yīng)沿y軸正方向;若所加電場使電子射線向下偏轉(zhuǎn),所受電場力方向向下,則所加電場方向應(yīng)沿z軸正方向,由此可知B正確。【加固訓(xùn)練】如圖所示,在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線,則陰極射線將 ()A.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B.向紙外偏轉(zhuǎn)C.向下偏轉(zhuǎn) D.向上偏轉(zhuǎn)【解析】選D。由題目條件不難推斷陰極射線所在處磁場垂直紙面對外,電子從負(fù)極射出,由左手定則可判定陰極射線(電子)向上偏轉(zhuǎn)。二、非選擇題(10分)5.如圖所示,電子由靜止從O點(diǎn)經(jīng)電場U加速后垂直射入勻強(qiáng)磁場B,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在MN板的P點(diǎn),射入點(diǎn)到P點(diǎn)的距離為d,求電子的比荷的表達(dá)式。(不考慮電子的重力)【解析】設(shè)電子的電荷量為q、質(zhì)量為m,在加速電場U中加速的過程,依據(jù)動能定理,有qU=解得v=垂直進(jìn)入磁場后,電子受到的洛倫茲力供應(yīng)向心力,電子做勻速圓周運(yùn)動,故有Bqv=m由題意又知:R=由以上各式整理可得電子的比荷為:=答案:(10分鐘·20分)6.(6分)(多選)(2024·泉州高二檢測)如圖是密立根油滴試驗(yàn)的示意圖。油滴從噴霧器嘴噴出,落到圖中的勻強(qiáng)電場中,調(diào)整兩板間的電壓,通過顯微鏡視察到某一油滴靜止在電場中,下列說法正確的是 ()A.油滴帶負(fù)電B.油滴質(zhì)量可通過天平來測量C.只要測出兩板間的距離和電壓就能求出油滴所帶的電荷量D.該試驗(yàn)測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍【解析】選A、D。由圖知,電容器板間電場方向向下,油滴所受的電場力向上,則知油滴帶負(fù)電,故選項(xiàng)A正確;油滴的質(zhì)量很小,不能通過天平測量,故選項(xiàng)B錯誤;依據(jù)油滴受力平衡得mg=qE=q,得q=,所以要測出兩板間的距離、電壓和油滴的質(zhì)量才能求出油滴所帶的電荷量,故選項(xiàng)C錯誤;依據(jù)密立根油滴試驗(yàn)探討可知,該試驗(yàn)測得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍,故選項(xiàng)D正確。7.(14分)如圖所示為美國物理學(xué)家密立根測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,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,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;當(dāng)上板帶正電,下板帶負(fù)電,兩板間的電壓為U時,帶電油滴恰好能以速度v2豎直向上勻速運(yùn)動。已知油滴在極板間運(yùn)動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比,油滴密度為ρ,已測量出油滴的直徑為D(油滴可看作球體,球體體積公式V=πD3),重力加速度為g。(1)設(shè)油滴受到氣體的阻力f=kv,其中k為阻力系數(shù),求k的大小。(2)求油滴所帶電荷量?！窘馕觥?1)油滴速度為v1時所受阻力f1=kv1,油滴向下勻速運(yùn)動時,重力與阻力平衡,有f1=mg,