高中物理第十八章原子结构1电子的发现课后训练新人教选修.docx

1 电子的发现课后训练基础巩固1来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点向东偏转C相对于预定地点向西偏转D相对于预定地点向北偏转21897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“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汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子C电子的质量是质子质量的1 836倍D汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线进行研究，并研究光电效应等现象，说明了电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元3下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的()A31016 C B41016 CC3.21016 C D4.81016 C4关于密立根“油滴实验”，下列说法正确的是()A密立根利用磁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一5电子枪发射出的电子打在荧光屏上时，会在那里产生一个亮斑，如果在荧光屏上得到如图所示的亮斑P，那么示波管中的()A极板X应带正电 B极板X应带正电C极板Y应带正电 D极板Y应带正电6电子所带电荷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是两块平行放置的水平金属板，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，小油滴由于摩擦而带负电，当调节A、B两板间的电压为U时，可使油滴匀速下降。已知油滴可看成球体，密度为，下降的速度大小为U，受到的阻力fkr2U，k为比例系数，r为油滴的大圆半径，两极板间距离为d，重力加速度为g，则带电油滴的电荷量是多少？能力提升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是一个边长为L的正方形盒子，在a处和cd处的中点e处各有一个小孔，e处有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏M。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。粒子不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略，先让粒子经过电压为U的电场加速，然后粒子立即由a孔平行ab边射入盒内，粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。问：你认为该同学的设计方案可行吗？若可行，求出带电粒子的比荷；若不可行，说明你的理由。9汤姆孙在测定阴极射线的比荷时采用的方法是电场、磁场偏转法，即通过测出阴极射线在给定的匀强电场和匀强磁场中穿过一定距离时的速度偏转角来达到测定其比荷的目的。利用这种方法也可以测定其他未知粒子的比荷，反过来，知道了某种粒子的比荷也可以利用该方法了解电场或者磁场的情况。假设已知某种带正电粒子(不计重力)的比荷()为k，匀强电场的电场强度为E，方向竖直向下。先让粒子沿垂直电场的方向射入电场，测出它穿过水平距离L后的速度偏转角(很小，可认为tan )(如图甲)；接着用匀强磁场代替电场，让粒子以同样的初速度沿垂直于磁场的方向射入磁场，测出它通过一段不超过圆周长的弧长s后的速度偏转角(如图乙)。试求出k、E、L、s和所表示的磁感应强度B的表达式。10美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子的电量。油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况，两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力作用。(1)调节两金属板间的电势差U，当UU0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动，求该油滴所带的电荷量；(2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差UU1时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速直线运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量。参考答案1. 答案：B点拨：赤道上空的磁场方向水平向北，向左手定则知粒子受力向东，B选项正确。2. 答案：AD点拨：汤姆孙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。3. 答案：CD点拨：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。1.61019 C是目前为止自然界中最小的电荷量。4. 答案：B点拨：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1.61019 C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1.61019 C，带负电。5. 答案：BC点拨：因为带电粒子向Y及X方向偏转。故极板X、极板Y应带正电。正确选项为B、C。6. 答案：点拨：油滴受三个力作用：重力、库仑力和空气阻力。因油滴匀速下降，三力平衡，有mg，将m，fkr2U代入，得q。7. 答案：B点拨：由于电子沿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，由左手定则可知磁场方向应沿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。8. 答案：方案可行点拨：根据动能定理可求得带电粒子在电场中加速后的速度，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据几何关系即可求得带电粒子的比荷。方案可行粒子经电场加速，设离开电场时速度为v，根据动能定理：qU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，由几何关系可得(LR)2R2qvB联立求解，得9. 答案：点拨：带电粒子的比荷()是一个重要的物理量。求解它的比荷时，要从粒子在电场和磁场中的受力情况出发，根据运动情况利用力学规律求解。设粒子的初速度为v，在电场中粒子做类平抛运动，有Lvt，vyat，akE，tan，解得v2。在磁场中粒子做匀速圆周运动，有qvB，sR，解得v，由以上各式解得B。10. 解答：(1)质量为m1的油滴