2018-2019學(xué)年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 課時(shí)提升作業(yè)八 18.1 電子的發(fā)現(xiàn) 新人教版選修3-5.doc

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課時(shí)提升作業(yè) 八 電子的發(fā)現(xiàn) (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分) 1.(多選)關(guān)于陰極射線的性質(zhì),判斷正確的是(　　) A.陰極射線帶負(fù)電 B.陰極射線帶正電 C.陰極射線的比荷比氫離子的比荷大 D.陰極射線的比荷比氫離子的比荷小 【解析】選A、C。湯姆孫通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),陰極射線是帶負(fù)電的粒子流;陰極射線所帶的電荷量與氫離子相同,但質(zhì)量比氫離子小得多,所以它的比荷比氫離子的比荷大。 2.如圖是陰極射線管示意圖。接通電源后,陰極射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是(　　) A.加一磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 B.加一磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向沿y軸正方向 C.加一電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 D.加一電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿y軸正方向 【解析】選B。若加磁場(chǎng),由左手定則可知,所加磁場(chǎng)方向沿y軸正方向,B正確;若加電場(chǎng),因電子向下偏轉(zhuǎn),則電場(chǎng)方向沿z軸正方向。 3.(多選)如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。顯像管中有一個(gè)陰極,工作時(shí)它能發(fā)射陰極射線,熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光。安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法中正確的是 (　　) A.如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流,則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點(diǎn) B.如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心,打在熒光屏上A點(diǎn),則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里 C.如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心,打在熒光屏上B點(diǎn),則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里 D.如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng),則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)該先由小到大,再由大到小 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)理解以下兩點(diǎn): (1)電子經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí),若電子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直,則電子受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 (2)判斷洛倫茲力的方向時(shí),要用左手定則,同時(shí)注意電子是帶負(fù)電的。 【解析】選A、C。偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流,陰極射線沿直線運(yùn)動(dòng),打在O點(diǎn),A正確。由陰極射線的電性及左手定則可知B錯(cuò)誤,C正確。由R=mvBq知,B越小,R越大,故磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)先由大變小,再由小變大,故D錯(cuò)誤。 4. (多選)如圖所示,從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn),要使此離子沿直線穿過電場(chǎng)(　　) A.增大電場(chǎng)強(qiáng)度E,減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B B.減小加速電壓U,增大電場(chǎng)強(qiáng)度E C.適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣 D.適當(dāng)?shù)販p小電場(chǎng)強(qiáng)度E 【解析】選C、D。正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域中,受到的電場(chǎng)力F=qE,方向向上,受到的洛倫茲力f=qvB,方向向下,離子向上偏,說明了電場(chǎng)力大于洛倫茲力,要使離子沿直線運(yùn)動(dòng),即qE=qvB,則應(yīng)使洛倫茲力增大或電場(chǎng)力減小,增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B,減小電場(chǎng)力的途徑是減小場(chǎng)強(qiáng)E。選項(xiàng)C、D正確。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,一束陰極射線自下而上進(jìn)入一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)后發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電場(chǎng)方向__________,進(jìn)入電場(chǎng)后,陰極射線的動(dòng)能__________(選填“增加”“減少”或“不變”)。 【解析】陰極射線向右偏轉(zhuǎn),因陰極射線帶負(fù)電,則其受力方向與電場(chǎng)方向相反,所以電場(chǎng)方向向左。電場(chǎng)力做正功,陰極射線的動(dòng)能增加。 答案:向左　增加 二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 5. (10分)如圖所示,電子以初速度v0從O點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為l、板間距離為d、電勢(shì)差為U的平行板電容器中,出電場(chǎng)時(shí)打在屏上P點(diǎn),經(jīng)測(cè)量O′P距離為Y0,求電子的比荷。 【解析】由于電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)線方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),滿足 則em=2dY0v02Ul2。 答案:2dY0v02Ul2 6.(12分)電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的。油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接,上、下板分別帶正、負(fù)電荷。油滴從噴霧器噴出后,由于摩擦而帶電,油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中,通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況。兩金屬板間的距離為d,忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力。 (1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)差u,當(dāng)u=U0時(shí),使得某個(gè) 質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng),則該油滴所帶電荷量q為多少? (2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略,當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差u=U時(shí),觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板,求此油滴所帶電荷量Q。 【解題指南】解答本題應(yīng)關(guān)注以下兩點(diǎn): (1)本題考查的是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理和過程分析。 (2)求解的關(guān)鍵是正確應(yīng)用力的平衡及牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。 【解析】(1)由平衡條件知m1g=qU0d,解得q=m1gdU0。 (2)若Q為正電荷,根據(jù)牛頓第二定律有m2g+QUd=m2a,且d=12at2,由以上兩式解得Q=m2dU(2dt2-g)。 若Q為負(fù)電荷,根據(jù)牛頓第二定律有 m2g-QUd=m2a, 又d=12at2,由以上兩式解得Q=m2dU(g-2dt2)。 答案:(1)m1gdU0 (2)m2dU(2dt2-g)或m2dU(g-2dt2)