20192020学年高二物理人教版选修35同步作业181电子发现Word版含答案

第十八章原子构造DISHIBAZHANG|

第十八章课时

原子构造1电子的发现对应学生用书

P37一、选择题1．(多项选择)对于阴极射线的性质，判断正确的选项是( )A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢离子比荷大D．阴极射线的比荷比氢离子比荷小答案AC分析经过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，并且比荷比氢离子的比荷大得多，故A、C正确，B、D错误。2．(多项选择)以下是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是切合事实的( )A．＋3×10－19CB．＋4.8×10－19C－26C－19CC．－3.2×10D．－4.8×10答案BD分析电荷量是量子化的，任何带电体所带电荷量只好是元电荷的整数倍，－191.6×10C是当前为止自然界中最小的电荷量，故B、D正确。3．(多项选择)汤姆孙对阴极射线的研究，最后发现了电子，由此被称为“电子之父”，对于电子的说法正确的选项是( )A．任何物质中均有电子B．不一样的物质中拥有不一样的电子C．电子质量是质子质量的1836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元答案AD分析汤姆孙对不一样资料的阴极发出的射线进行研究，发现均为同一种粒子即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子质量。由此可知A、正确，B、C错误。4．(多项选择)对于密立根“油滴实验”的科学意义，以下说法正确的选项是( )A．精准测定了电子的电荷量B．第一测得了电子的比荷C．发现了电荷是量子化的D．为电子质量的最后获取做出了突出贡献答案ACD分析密立根经过油滴实验精准测定了电子的电荷量并发现电荷是量子化的。测定了e值，联合比荷，进一步能够确立电子的质量。电子的比荷是由舒斯特第一测出的。5．对于密立根“油滴实验”，以下说法正确的选项是( )A．密立根利用电场力和重力、阻力均衡的方法，测得了带电体的最小电荷量B．密立根利用电场力和重力、阻力均衡的方法，推断出了带电体的最小带电荷量C．密立根利用磁偏转的知识推断出了电子的电荷量D．密立根“油滴实验”直接考证了电子的质量不足氢离子的千分之一答案B分析密立根“油滴实验”是利用喷雾的方法，在已知小液滴质量的前提下利用电场力和小液滴的重力、空气阻力均衡的方法计算出每个小液滴所带电荷量都是1.6×10－19C的整数倍；带电体的电荷量不是连续的，而是量子化的；并且－19电子的电荷量也为1.6×10C，带负电。故正确选项为B。6．如图是电子射线管表示图，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，在以下举措中可采纳的是( )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轴正方向答案B分析因为电子沿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，由左手定章可知磁场方向应沿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。7．以下实验现象中，支持阴极射线是带电微粒看法的是( )A．阴极射线能够透过薄铝片B．阴极射线经过电场或磁场时，要产生相应偏转C．阴极射线透过镍单晶时，产生衍射现象D．阴极射线轰击荧光物质，发出荧光答案B分析阴极射线经过电场或磁场时发生偏转，说明它是带电的粒子，不是不带电的电磁波，只有B正确。8．对于汤姆孙发现电子的以下说法中正确的选项是( )A．戈德斯坦是第一个测出阴极射线比荷的人B．汤姆孙直接测出阴极射线的质量C．汤姆孙发现，用不一样资料的阴极和不一样的气体做实验，阴极射线的比荷是不一样的D．汤姆孙由实验获取的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍答案D分析由物理学史可知舒斯特是第一个测出阴极射线比荷的人，A错误；汤姆孙没有直接测出了阴极射线粒子的质量，B错误；汤姆孙发现，用不一样资料的阴极做实验，所得比荷数值都是同样的，C错误；D正确。9.如图为示波管中电子枪的原理表示图，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快阳极，A、K间电压为U，电子走开阴极时的速度能够忽视。电子经加快后从K的小孔中射出的速度大小为v，下边说法中正确的选项是( )A．假如A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子走开K时的速度变为2vB．假如A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子走开K时的速度变成v2vC．假如A、K间距离保持不变而电压减半，则电子走开K时的速度变成22D．假如A、K间距离保持不变而电压减半，则电子走开K时的速度变成2v答案D122eU分析依据动能定理得：eU＝2mv，得：v＝m，由上式可知，v与A、K间距离没关，则若A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子走开K时的2eU速度仍为v，故A、B错误；依据v＝m可知，电压减半时，则电子走开K2时的速度变成2v，故C错误，D正确。10．(多项选择)以下说法正确的选项是()A．阴极射线在电场中倾向正极板一侧B．阴极射线在磁场中受力状况跟正电荷受力状况同样C．不一样资料所产生的阴极射线的比荷不一样D．密立根精准测定了阴极射线粒子的电荷量答案AD分析阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中倾向正极板一侧，A正确。因为电子带负电，所以其受力状况与正电荷不一样，B错误。不一样资料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是同样的，C错误。最早精准丈量电子电荷量的是美国科学家密立根，D正确。11．(多项选择)以下说法正确的选项是( )A．原子是不行再分的B．电子电荷量的精准测定最早是由密立根经过有名的“油滴实验”实现的－19C．电子电荷量的数值约为1.602×10CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷答案BC分析电子的发现说明原子是能够再分的。电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比。所以A、D错误，B、C正确。12.(多项选择)如下图，一只阴极射线管左边不停有电子射出一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则( )

，若在管的正下方放A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．如要使电子束的径迹向上偏，能够经过改变直导线AB中电流方素来实现D．电子的径迹与AB间电流的方向没关答案BC分析阴极射线带负电，由左手定章判断管内磁场方向垂直纸面向里；由安培定章判断AB中电流的方向由B向A，故A错误，B正确。若直导线AB中的电流方向改为从A流向B，由安培定章和左手定章可知，电子束的径迹向上偏，则C正确，D错误。13．(多项选择)如下图是阴极射线显像管及其偏转线圈的表示图。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，能够使阴极射线发生偏转。以下说法中正确的选项是( )A．假如偏转线圈中没有电流，则阴极射线应当打在荧光屏正中的O点B．假如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当垂直纸面向里C．假如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当垂直纸面向里D．假如要使阴极射线在荧光屏上的地点由B点向A点挪动，则偏转磁场磁感觉强度应当先由小到大，再由大到小答案AC分析偏转线圈中没有电流，则不产生磁场，则阴极射线沿直线运动，打在O点，A正确。构成阴极射线的粒子为电子，带负电，由左手定章可知B错误，mvC正确。由R＝qB可知，B越小，R越大，故磁感觉强度应先由大变小，再由小变大，D错误。14．(多项选择)如下图是汤姆孙的气体放电管的表示图，以下说法中正确的选项是( )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，则阴极射线不偏转答案AC分析实考证明，阴极射线带负电，它在电场中偏转时应倾向带正电的极板一侧，可知C正确，B错误。若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，因此D错误。当不加电场和磁场时，电子所受的重力能够忽视不计，因此不发生偏转，A正确。二、非选择题15．1897年，物理学家汤姆孙正式测定了电子的比荷，打破了原子是不行再分的最小单位的看法。所以，汤姆孙的实验是物理学发展史上最有名的经典实验之一。在实验中，汤姆孙采纳了如下图的阴极射线管，从电子枪C射出来的电子经过A、B间的电场加快后，水平射入长度为L的D1、D2平行板间，接着在荧光屏F的中心出现荧光斑。若在D1、D2间加上方向向下，场强为E的匀强电场，电子将向上偏转；假如再利用通电线圈在D1、D2电场区加上一垂直纸面的磁感觉强度为B的匀强磁场(图中未画出)荧光斑恰巧回到荧光屏中心，接着再去掉电场，电子向下偏转，偏转角为θ，则：(1)说明所加磁场方向；(2)依据L、E、B和θ，求出电子的比荷。Esinθ答案(1)垂直纸面向里(2)B2L分析(1)依据题意，在D1、D2间加上磁场时，电子遇到的洛伦兹力应向下，由左手定章可判断，磁场方向垂直纸面向里。(2)当电子在D1、D2间做匀速直线运动时，有eE＝evBmv2当电子仅在D1、D2间的磁场中发生偏转时，有evB＝r，eEsinθ同时又有L＝rsinθ，如下图，可得m＝B2L。16.电子所带电荷量的精准数值最早是由美国物理学家密立根经过油滴实验测得的。他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示，A、B是两块平行搁置的水平金属板，A板带正电，B板带负电。从喷雾器喷出的小油滴落到A、B两板之间的电场中，小油滴因为摩擦而带负电，当调理A、B两板间的电压为U时，可使油滴匀速降落。已知油滴可当作球体，密度为ρ，降落的速度大小为v，遇到空气的阻力f＝kπr2v，k为比率系数，r为油滴的半径，两极板间距离为d，重力加快度为g，则带电油滴的电荷量是多大？ρπ4r3－π23gkrvd答案U分析油滴受三个力作用：重力、库仑力和空气阻力，因油滴匀速降落，三U力均衡，有mg＝qd＋f，432v代入，将m＝ρπr，f＝kπr3ρπ4r3－π23gkrvd得q＝U。17．电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测出的。密立根实验的原理如下图：两块水平搁置的平行金属板A、B与电源相接，使上面的板带正电，下边的板带负电。油滴从喷雾器喷出后，经上边金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场E中。大部分油滴在经过喷雾器喷嘴时，因摩擦而带负电，油滴在电场力、重力和空气阻力的作用下降落，察看者可在强光照耀下，借助显微镜进行察看。两板间的电势差、两板间的距离都能够直接测得，进而确立极板间的电场强度E。可是油滴太小，其质量m很难直接测出。密立根经过丈量油滴在空气中下落的终极速度丈量油滴的质量。未加电场时，因为空气的黏性，油滴所受的重力很快就等于油滴与空气的摩擦力而使油滴匀速着落，可测得速度v1，再加一足够强的电场，使油滴做竖直向上的运动，在油滴以速度v2匀速运动时，油滴所受的静电力与重力、阻力均衡。依据空气阻力按照的规律，即可求得油滴的电荷量。密立根测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷的整数倍，进而证明了电荷是量子化的，并求得了元电荷即电子或质子所带的电荷量e。如下图，在A板上方用喷雾器将细油滴喷出，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板间电压为U、间距为d，油滴恰巧静止。撤去电场后油滴渐渐着落，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q的丈量值见下表(单位：10－19C)：12.83剖析这些数据可知：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案kvd－19U'油滴的电荷量约为1.6×10C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19C分析由mg－U＝，－kv＝，解得＝kvd。dq0mg0qU剖析表中数据可知，油滴电荷量约为1.6×10－19C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10－19。C18．一个半径为－451.64×10cm的带负电的油滴，在电场强度等于1.92×10V/m的竖直向下的匀强电场中，假如油滴遇到的电场力恰巧与重力均衡，问：这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为0.851×103kg/m3。答案5个分析油滴的体积V＝43πr3＝43×3.14×(1.64×10－4×10－2)3m3≈1.847×10－m3，油滴的质量m＝ρV＝0.851×103×1.847×10－17kg1.572×10－14kg。设油滴中有N个电子，因油滴所受库仑力与重力均衡，所以有mg＝Eq＝E·Ne，即N＝mg＝1.572×10－14×105－19≈5(个)。Ee1.92×10××101.6所以这个油滴带有约5个电子的电荷。19.如下图为丈量某种离子的比荷的装置。让中性气体分子进入电离室A，在那边被电离成离子。这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加快电场被加快，而后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点，已知加快电压为U，磁场的磁感觉强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进q入电场时的速度不计，求该离子的比荷m。8U答案B2a2分析粒子经电场加快、经磁场偏转两个过程，从轨迹可知，离子带正电，1222qU设它进入磁场时速度为v，在电场中加快qU＝2mv，v＝m在磁场中偏转Bqv＝mv2aqBar，r＝，则v＝2m，2q8U解得＝22。mBa－320．在密立根油滴实验中，一个油滴进入两块相距为d＝5.0×10m的水平搁置的平行板之间，如下图。油滴为质量平均的小球，半径为r，电荷量为q。当油滴匀速着落时，测得v＝2.5×10－4m/s，随后在两平板间加电压U，使油滴减速，调理U使油滴静止，此时的电压值U1＝270V。已知油滴运动时所受空气阻力大小Ff＝6πηrv，此中v为油滴运动速率，η＝1.96×10－5N·s/m2为空气与油滴间的粘滞系数，油滴的密度ρ＝980kg/m3，重力加快度g＝10m/s2。求：(1)该油滴的半径r；(2)该油滴所带电荷量q；(3)用汞灯照耀该油滴仅使其电荷量发生改变，从头调理U使油滴再次静止，此时的电压值U2＝330V，油滴电荷量的改变量约为几个元电荷e?答案(1)1.5×10－6m×－18C(3)3(2)2.5610分析(1)油滴的速度为v＝2.5×10－4m/s时，重力等于阻力，有：f＝mg①43m＝3πrρ②则r＝9ηv＝1