2023版新教材高中物理第四章原子结构和波粒二象性微点6对阴极射线的认识及电子的发现课时作业新人教版选择性必修第三册

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微点6　对阴极射线的认识及电子的发现1．关于阴极射线，下列说法正确的是(　　)A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C．阴极射线管中的高电压是为了使电子加速D．阴极射线管中的高电压是为了使电子偏转，使实验现象更明显2．汤姆孙对阴极射线本质的研究，采用的科学方法是(　　)A．用阴极射线轰击金箔，观察其散射情况B．用“油滴实验”精确测定电子的带电荷量C．用阴极射线轰击荧光物质，对荧光物质发出的光进行光谱分析D．让阴极射线通过电场和磁场，通过阴极射线的偏转情况判断其电性和计算其比荷3．(多选)汤姆孙对阴极射线的探究，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．电子是原子核的组成部分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．电子电荷量的数值约为1.602×10－19CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷4．关于电子的发现，下列叙述中正确的是(　　)A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷D．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5．(多选)英国物理学家J.J.汤姆孙通过对阴极射线的实验研究，发现(　　)A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D．J.J.汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量6．(多选)如图所示，一只阴极射线管左侧不断有电子射出，若在管的正下方平行放置一通电直导线AB，发现射线径迹向下偏，则(　　)A.导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．若要使射线的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D．射线的径迹与AB中的电流方向无关7．如图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，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，在下列措施中可采用的是(　　)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8．(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(　　)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，则阴极射线向上偏转9．如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板间距离为d、电势差为U的平行板电容器中，出电场时打在屏上P点，经测量O′P为Y0，求电子的比荷．10．密立根实验的原理如图所示，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，求油滴所带的电荷量．这个电荷量是电子电荷量的多少倍？(π取3.14, g取9.8m/s2，e取1.6×10－19C)11．在再现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中心出现光斑．若在D、G间加上方向向上、场强为E的匀强电场，阴极射线将向下偏转；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(图中未画出)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向上偏转，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．微点6　对阴极射线的认识及电子的发现1．答案：C解析：阴极射线是在真空管内由负极放出的高速电子流，A、B错误；阴极射线管中的高电压是为了使电子加速，C正确，D错误．2．答案：D解析：汤姆孙对阴极射线本质的研究采用的主要方法是：让阴极射线通过电、磁场，通过偏转情况判断其电性，结合类平抛运动与圆周运动的公式，即可计算其比荷，故D正确．3．答案：BC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．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比．4．答案：D解析：汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，A错误；原子的核式结构是卢瑟福通过α粒子的散射实验才提出的，B错误；电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C错误；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，D正确．5．答案：AD解析：阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，A正确；阴极射线带负电，所以其在磁场中受力情况与正电荷受力情况不相同，B错误；不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，C错误；J.J.汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量，最早测出阴极射线粒子的电荷量是美国物理学家密立根，D正确．故选AD.6．答案：BC解析：由于AB中通有电流，在阴极射线管中产生磁场，电子受到洛伦兹力的作用而发生偏转，由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直纸面向里，所以根据安培定则可知，AB中的电流方向应为从B流向A.当AB中的电流方向变为从A流向B时，则AB上方的磁场方向变为垂直纸面向外，电子所受的洛伦兹力方向变为向上，射线的径迹变为向上偏转．所以本题的正确选项为B、C.7．答案：B解析：若加磁场，由左手定则可判定其方向应沿y轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿z轴正方向，故只有B项是正确的．8．答案：AC解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B的说法错误；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，因而选项D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A的说法正确．故选AC.9．答案：eq \f(2dY0v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) ,Ul2)解析：由于电子进入电场中做类平抛运动，沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，满足Y0＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)×eq \f(e\f(U,d),m)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(l,v0)))eq \s\up12(2)＝eq \f(eUl2,2dmv eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) )则eq \f(e,m)＝eq \f(2dY0v eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) ,Ul2).10．答案：8.02×10－19C　5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×（1.64×10－6）3×9.8,3×1.92×105)C≈8.02×10－19C，小油滴所带电荷量q是电子电荷量e的倍数为n＝eq \f(q,e)＝eq \f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5.11．答案：(1)负电　(2)垂直纸面向外　(3)eq \f(Esinθ,B2L)解析：(1)由于阴极射线在电场中向下偏转，因此阴极射线受电场力方向向下，又由于匀强电场方向向上，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上的洛伦兹力，而与电场力平衡，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外．(3)设此射线带电荷量为q，质量为m，当射线在D、G间做匀速直线运动时，有qE＝Bqv.当射线在D、G间的磁场中偏转时，如图所示，有Bqv＝eq \f(mv2,r).同时又有L＝r·sinθ，解得eq \f(q,m)＝eq \f(Esinθ,B2L).