PAGEPAGE61電子的發(fā)覺(jué)基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于陰極射線的實(shí)質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()A.陰極射線實(shí)質(zhì)是氫原子B.陰極射線實(shí)質(zhì)是電磁波C.陰極射線實(shí)質(zhì)是電子D.陰極射線實(shí)質(zhì)是X射線答案:C2.下列試驗(yàn)現(xiàn)象中,支持陰極射線是帶電微粒觀點(diǎn)的是()A.陰極射線可以透過(guò)薄鋁片B.陰極射線通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)要產(chǎn)生相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)C.陰極射線透過(guò)鎳單晶時(shí)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D.陰極射線轟擊熒光物質(zhì)時(shí)發(fā)出熒光解析:X射線不帶電且有較強(qiáng)的穿透實(shí)力,也可以透過(guò)薄鋁片,因此陰極射線可以透過(guò)薄鋁片不能說(shuō)明陰極射線是帶電微粒,故A錯(cuò)誤;陰極射線是電子流,電子帶負(fù)電,因此可通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)來(lái)確定陰極射線是帶電微粒,故B正確;只要具有波的特性,就能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;紫外線照耀熒光物質(zhì)時(shí)也會(huì)發(fā)出熒光,不能證明陰極射線是帶電微粒,故D錯(cuò)誤。答案:B3.如圖所示,在陰極射線管正上方平行放一條通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)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:陰極射線是帶負(fù)電的電子,由安培定則和左手定則可推斷陰極射線向上偏轉(zhuǎn)。答案:D4.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量B.電子電荷量的精確值是密立根通過(guò)“油滴試驗(yàn)”測(cè)出的C.湯姆孫“油滴試驗(yàn)”更重要的發(fā)覺(jué)是:電荷是量子化的,即任何電荷只能是e的整數(shù)倍D.通過(guò)試驗(yàn)測(cè)出電子的比荷和電子電荷量e的值,就可以確定電子的質(zhì)量答案:BD5.(多選)關(guān)于空氣導(dǎo)電性能,下列說(shuō)法正確的是()A.空氣導(dǎo)電,是空氣分子中有的帶正電,有的帶負(fù)電,在強(qiáng)電場(chǎng)作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B.空氣能夠?qū)щ?是空氣分子在射線或強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離的結(jié)果C.空氣密度越大,導(dǎo)電性能越好D.空氣密度變得越淡薄,越簡(jiǎn)單發(fā)出輝光解析:空氣是由多種氣體組成的混合氣體,在正常狀況下,氣體分子不帶電(顯中性),是較好的絕緣體。但在射線、受熱及強(qiáng)電場(chǎng)作用下,空氣分子被電離才具有導(dǎo)電功能,且空氣密度較大時(shí),電離的自由電荷很簡(jiǎn)單與其他空氣分子碰撞,正、負(fù)電荷又重新復(fù)合,難以形成穩(wěn)定的放電電流,電離后的自由電荷在淡薄氣體環(huán)境中導(dǎo)電性能更好,綜上所述,正確選項(xiàng)為B、D。答案:BD6.(多選)下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(chǎng)中,調(diào)整兩板間的電壓,通過(guò)顯微鏡視察到某一油滴靜止在電場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是()A.油滴帶負(fù)電B.油滴質(zhì)量可通過(guò)天平來(lái)測(cè)量C.只要測(cè)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(cè)得油滴所帶電荷量等于元電荷的整數(shù)倍解析:由題圖知,電容器板間電場(chǎng)方向向下,油滴所受的電場(chǎng)力方向向上,則知油滴帶負(fù)電,故A正確;油滴的質(zhì)量很小,不能通過(guò)天平測(cè)量,故B錯(cuò)誤;依據(jù)油滴受力平衡得mg=qE=qUd,得q=mgdU,所以要測(cè)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,故答案:AD7.陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的粒子流,這些粒子是。若加在陰極射線管內(nèi)兩個(gè)電極的電壓為1.6×106V,電子離開(kāi)陰極表面時(shí)的速度為零,則電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的速度v=m/s。

解析:陰極射線是電子,由eU=12me答案:電子7.5×1088.在電場(chǎng)強(qiáng)度為1.92×105N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一半徑為1.64×10-4cm、密度為0.851g/cm3的油滴恰能懸浮。則油滴的電荷量是電子的多少倍?解析:小油滴質(zhì)量為m=ρV=ρ·4小油滴懸浮在電場(chǎng)中,由力的平衡條件得mg=qE,即q=ρ=0=8.02×10-19C。小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)是n=答案:5實(shí)力提升1.(多選)1897年英國(guó)物理學(xué)家J.J.湯姆孫發(fā)覺(jué)了電子并被稱為“電子之父”。下列關(guān)于電子的說(shuō)法正確的是()A.湯姆孫通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子的結(jié)論,并求出了陰極射線的比荷B.湯姆孫通過(guò)光電效應(yīng)的探討發(fā)覺(jué)了電子C.電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.湯姆孫通過(guò)對(duì)用不同材料作陰極發(fā)出的射線的探討,說(shuō)明電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單元解析:湯姆孫探討陰極射線發(fā)覺(jué)了電子,并求出了電子的電荷,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的11836,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。湯姆孫證明白電子是原子的組成部分答案:AD2.(多選)關(guān)于密立根油滴試驗(yàn)的科學(xué)意義,下列說(shuō)法正確的是()A.測(cè)得了電子的電荷量B.提出了電荷分布的量子化觀點(diǎn)C.為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻(xiàn)D.為人類(lèi)進(jìn)一步探討原子的結(jié)構(gòu)供應(yīng)了肯定的理論依據(jù)解析:密立根油滴試驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷量,提出了電荷分布的量子化觀點(diǎn)。答案:ABCD3.(多選)下圖是湯姆孫的氣體放電管的示意圖,下列說(shuō)法正確的是()A.若在D1、D2之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng),則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點(diǎn)B.若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng),則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)C.若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng),則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)D.若在D1、D2之間加上垂直紙面對(duì)里的磁場(chǎng),則陰極射線不偏轉(zhuǎn)解析:試驗(yàn)證明,陰極射線是電子,它在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè),可知選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤;加上磁場(chǎng)時(shí),電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用,要發(fā)生偏轉(zhuǎn),因而選項(xiàng)D錯(cuò)誤;當(dāng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),電子所受的重力可以忽視不計(jì),因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確。答案:AC4.(多選)右圖是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。顯像管中有一個(gè)陰極,工作時(shí)它能放射陰極射線,熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光。安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.假如偏轉(zhuǎn)線圈中沒(méi)有電流,則陰極射線應(yīng)當(dāng)打在熒光屏正中的O點(diǎn)B.假如要使陰極射線在豎直方向偏離中心,打在熒光屏上A點(diǎn),則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面對(duì)里C.假如要使陰極射線在豎直方向偏離中心,打在熒光屏上B點(diǎn),則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面對(duì)里D.假如要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng),則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)先由小到大,再由大到小解析:偏轉(zhuǎn)線圈中沒(méi)有電流,陰極射線沿直線運(yùn)動(dòng),打在O點(diǎn),A正確。由陰極射線的電性及左手定則可知B錯(cuò)誤,C正確。由R=mvqB可知,B越小,R越大,故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先由大變小,再由小變大答案:AC5.★示波管中電子槍的原理示意圖如圖所示,示波管內(nèi)被抽成真空,A為放射熱電子的陰極,K為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速陽(yáng)極,A、K間電壓為U,電子離開(kāi)陰極時(shí)的速度可以忽視,電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出時(shí)的速度大小為v。下面的說(shuō)法正確的是()A.假如A、K間距離減半而電壓仍為U不變,則電子離開(kāi)K時(shí)的速度變?yōu)?vB.假如A、K間距離減半而電壓仍為U不變,則電子離開(kāi)K時(shí)的速度變?yōu)関C.假如A、K間距離保持不變而電壓減半,則電子離開(kāi)K時(shí)的速度變?yōu)関D.假如A、K間距離保持不變而電壓減半,則電子離開(kāi)K時(shí)的速度變?yōu)?解析:對(duì)電子從A到K的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得Ue=12mv2-0,所以電子離開(kāi)K時(shí)的速度取決于A、K之間電壓的大小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;假如電壓減半答案:D6.密立根油滴試驗(yàn)裝置如圖所示。在A板上方用噴霧器將油滴噴出,噴出的油滴因摩擦而帶負(fù)電,若干油滴從板上的一個(gè)小孔中落下。已知A、B板間的電壓為U、間距為d時(shí),油滴恰好靜止。撤去電場(chǎng)后油滴緩緩下落,最終測(cè)出油滴以速度v勻速運(yùn)動(dòng),已知空氣阻力正比于速度:F=kv,則油滴所帶的電荷量q=。

某次試驗(yàn)得到q的測(cè)量值見(jiàn)下表(單位:10-19C)6.418.019.6511.2312.83分析這些數(shù)據(jù)可知:

。

解析:由mg-Eq=0,mg-kv=0,E=Ud,解得q=kvdU。分析表中數(shù)據(jù),發(fā)覺(jué)油滴帶的電荷量是1.60×10-19C的整數(shù)倍,故電荷的最小電荷量為1答案:kvd7.如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶負(fù)電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),入射方向在xOy平面內(nèi),與x軸正方向的夾角為θ。若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)距離為l,求該粒子的比荷q解析:由圓的對(duì)稱性可知,帶電粒子離開(kāi)x軸時(shí)與軸的夾角也是θ,依據(jù)幾何學(xué)問(wèn)可知,粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所夾的圓心角為2θ。由幾何學(xué)問(wèn)得,軌道半徑為R=又R=答案:28.★在探討性學(xué)習(xí)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定帶電粒子比荷的試驗(yàn),其試驗(yàn)裝置如圖所示。ABCD是一個(gè)長(zhǎng)方形盒子,在AD邊和CD邊上各開(kāi)有小孔F和E,E是CD邊上的中點(diǎn),熒光屏M貼著CD放置,能顯示從E孔射出的粒子落點(diǎn)位置。盒子內(nèi)有一方向垂直于ABCD平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。粒子源不斷地放射相同的帶電粒子,粒子的初速度可以忽