2020-2021学年1 电子的发现练习

2013版高中物理 18.1 电子的发现知能巩固提升 新人教版选修3-5

【课堂训练】

1.关于阴极射线，下列说法正确的是(   )

A.阴极射线就是很微弱的荧光

B.阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流

C.阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的

D.阴极射线的比荷比氢原子的比荷小

2.历史上第一个发现电子的科学家是(   )

A.贝可勒尔     B.道尔顿

C.伦琴      D.汤姆孙

3.(2012·南京高二检测)如图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(   )

A.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

4.关于阴极射线的性质，判断正确的是(   )

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原子的比荷大

D.阴极射线的比荷比氢原子的比荷小

5.质谱仪是一种测定带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示.让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子.这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速.然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点.已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计.求该离子的比荷.

【课后巩固】

6.(2012·青岛高二检测)1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是(   )

A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷

B.汤姆孙通过对光电效应的研究，发现了电子

C.电子的质量无法测定

D.汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究光电效应等现象,说明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元

7.汤姆孙对阴极射线本质的研究，采用的主要方法有(   )

A.用阴极射线轰击金箔，观察其散射情况

B.用“油滴实验”精确测定电子电荷

C.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

D.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

8.关于电量，下列说法错误的是(   )

A.电子的电量是由密立根油滴实验测得的

B.物体所带电量可以是任意值

C.物体所带电量最小值为1.6×10-19C

D.物体所带的电量都是元电荷的整数倍

9.(2012·杭州高二检测)下列说法中正确的是(   )

A.汤姆孙精确地测出了电子电荷量e=1.602 177 33(49)×10-19 C

B.电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的

C.汤姆孙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

10.如图所示为示波管中电子枪的原理示意图.示波管内抽成真空，A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速电极，A、K间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出的速度大小为v.下列说法正确的是(  )

A.如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度为2v

B.如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度为

C.如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度为

D.如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度为

11.如图是密立根油滴实验装置.在A板上方用喷雾器将油滴喷出，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板间的电压为U、间距为d时，油滴恰好静止.撤去电场后油滴徐徐下落，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=_________.

某次实验得到q的测量值见下表(单位：10-19C)

分析这些数据可知：________.

12.在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示.abcd是个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e,e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略.粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内.粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出.若已知，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用.请你根据上述条件求出带电粒子的比荷

答案解析

1.【解析】选C.阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，故A、B错；最早由德国物理学家戈德斯坦在1876年提出并命名为阴极射线,故C对；阴极射线本质是电子流，故其比荷比氢原子比荷大得多，故D错.

2.【解析】选D.贝可勒尔发现了天然放射现象，道尔顿提出了原子论，伦琴发现了X射线，汤姆孙发现了电子.

3.【解析】选A、C.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.

4.【解析】选A、C.阴极射线是高速飞行的电子流，电子带负电，A正确，B错误.电子质量很小，故阴极射线的比荷较大，C正确，D错误.

5.【解析】粒子经电场加速、磁场偏转两个过程，从轨迹可知，离子带正电，设它进入磁场时速度为v，在电场中加速qU=mv2.在磁场中偏转Bqv=mv2/r,而r=a/2.

解上面几式可得：

6.【解析】选A、D.汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并求出了比荷，A正确，B错误.电子的质量是可以测定的，C错误.汤姆孙证明了电子是原子的组成部分，D正确.

7.【解析】选C.汤姆孙是通过对阴极射线在电场和磁场中的偏转情况的研究，来判断其电性和计算其比荷的，故C正确.

8.【解析】选B.密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10-19 C，并提出了电荷量子化的观点，因而A、C对，B错；任何物体的电量都是元电荷的整数倍，故D对.因此选B.

【变式备选】下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的(   )

A.+3×10-19C      B.+4.8×10-19 C

C.-3.2×10-26C   D.-4.8×10-19 C

【解析】选B、D.电荷是量子化的，任何带电体所带电荷量只能是元电荷的整数倍.1.6×10-19 C是自然界中最小的电荷量，故B、D正确.

9.【解析】选B、D.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.测出比荷的值和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确.

10.【解题指南】电子离开阴极从阴极到阳极的过程中，电场力做功，电子的动能增加，故可应用动能定理确定电子离开K时的速度.

【解析】选D.由eU=mv2得v=,由公式可知，电子经加速电场加速后的速度与加速电极之间的距离无关.对于确定的加速粒子——电子，其速度只与加速电压有关，由此不难判断D正确.

11.【解析】mg-Eq=0,mg-kv=0，E=解得q=.油滴的带电荷量是1.6×10-19 C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10-19 C.

答案:   油滴的带电荷量是1.6×10-19 C的整数倍，故电荷的最小电荷量为1.6×10-19 C

【总结提升】物理信息题处理技巧

信息题的特点是：起点高、落点低.信息给出的形式有文字信息和图表信息，文字信息往往被一大堆文字所掩盖，各种有用信息间的关系也不是一眼就看穿的；图表信息则更为隐蔽，因此获取关键信息、有用信息和丢弃干扰信息，找到思维的起点很重要.对于较复杂的信息题，可按照以下思路分析：

(1)提取物理信息

(2)构建物理模型

(3)转化为数学问题

(4)还原为物理结论

12.【解析】带电粒子进入电场，经电场加速.根据动能定理得粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示.

设圆周半径为R，在三角形Ode中，

有(L-R)2+()2=R2，

整理得：

洛伦兹力充当向心力：

联立上述方程，解得

答案: