物理（沪科版）新课堂选修3-5学业分层测评第3章31电子的发现及其重大意义

学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．已知X射线的“光子”不带电，假设阴极射线像X射线一样，则下列说法不正确的是()A．阴极射线管内的高电压不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．阴极射线通过磁场方向一定不会发生改变D．阴极射线通过偏转电场能够改变方向【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A、B、C正确，D错误．【答案】D2．(多选)汤姆生通过对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是()A．任何物质中均有电子B．不同的物质中具有不同的电子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【解析】汤姆生对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现均为同一种相同的粒子——即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质量远小于质子的质量；由此可知A、D正确，B、C错误．【答案】AD3．(多选)下列说法中正确的是()【导学号：06092025】A．汤姆生精确地测出了电子电荷量e＝1.(49)×10－19CB．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C．汤姆生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．测出比荷的值eq\f(e,m)和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确．【答案】BD4．(多选)关于电子的发现，下列叙述中正确的是()A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的B．电子的发现，说明原子具有一定的结构C．电子是第一种被人类发现的微观粒子D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象【解析】发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子有一定的结构，B正确A错误；电子是人类发现的第一种微观粒子，C正确；物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程D正确．【答案】BCD5．关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是 ()【导学号：06092071】A．密立根利用电场力和重力平衡的方法，测得了带电体的最小带电荷量B．密立根利用电场力和重力平衡的方法，推测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测出了电子的电荷量D．密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子的千分之一【解析】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平衡，推算出每个小液滴带电荷量都是1.6×10－19C的整数倍；带电体的带电荷量不是连续的，而是量子化的，并且电子的带电荷量也为1.6×10－19C，带负电．故选项B正确．【答案】B6．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图3­1­5所示的电流，电子的偏转方向为________．图3­1­5【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．【答案】向上7．如图3­1­6所示，让一束均匀的阴极射线以速率v垂直进入正交的电、磁场中，选择合适的磁感应强度B和电场强度E，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其半径为R，求阴极射线中带电粒子的比荷．图3­1­6【解析】因为带电粒子在复合场中时不偏转，所以qE＝qvB，即v＝eq\f(E,B)，撤去电场后，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB＝meq\f(v2,R).由此可得eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2R).【答案】eq\f(E,B2R)[能力提升]8．(多选)如图3­1­7所示，从阴极射线管发出的阴极射线(电子流)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，发现电子向上偏转，要使电子沿直线穿过电磁场，则下列说法正确的是()图3­1­7A．增大电场强度EB．增大磁感应强度BC．减小加速电压U，增大电场强度ED．适当地加大加速电压U【解析】电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，方向向下，受到的洛伦兹力F洛＝qvB，方向向上，电子向上偏，说明电场力小于洛伦兹力，要使电子沿直线运动，须qE＝qvB，则可使洛伦兹力减小或电场力增大，减小洛伦兹力的途径是减小加速电压U或减小磁感应强度B，增大电场力的途径是增大电场强度E.选项A、C正确．【答案】AC9．(多选)如图3­1­8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3­1­8A．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＝eq\f(mv,qB)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】AC10．电子所带电量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的．他测定了数千个带电油滴的电量，发现这些电量都等于某个最小电量的整数倍．这个最小电量就是电子所带的电量．密立根实验的原理如图3­1­9所示，A、B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电．从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中．小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡．已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105N/C，油滴半径是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所带的电量．这个电量是电子电量的多少倍？(g取9.8m/s2)图3­1­9【解析】小油滴质量为m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3由题意得mg＝Eq联立解得q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4×3.14×1.64×10－63×9.8,3×1.92×105)C＝8.02×10－19C小油滴所带电量q是电子电量e的倍数为n＝eq\f(q,e)＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)＝5倍．【答案】8.02×10－19C511．为了测定带电粒子的比荷eq\f(q,m)，让带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E，在通过长为L的两金属板后，测得偏离入射方向的距离为d.如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来方向，求eq\f(q,m).【导学号：06092072】【解析