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2019-2020年高中物理 第十八章 原子結構 第1節(jié) 電子的發(fā)現課后訓練 新人教版選修3-5 1．關于陰極射線的性質，判斷正確的是(　　) A．陰極射線帶負電 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 2．英國物理學家湯姆孫通過對陰極射線的實驗研究發(fā)現(　　) A．陰極射線在電場中偏向正極板一側 B．陰極射線在磁場中受力情況跟正電荷受力情況相同 C．不同材料所產生的陰極射線的比荷不同 D．湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量 3．關于空氣導電性能，下列說法正確的是(　　) A．空氣導電，是空氣分子中有的帶正電，有的帶負電，在強電場作用下向相反方向運動的結果 B．空氣能夠導電，是空氣分子在射線或強電場作用下電離的結果 C．空氣密度越大，導電性能越好 D．空氣密度變得越稀薄，越容易發(fā)出輝光 4．如圖所示，一只陰極射線管，左側不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導線AB時，發(fā)現射線徑跡下偏，則(　　) A．導線中的電流由A流向B B．導線中的電流由B流向A C．如要使電子束的徑跡向上偏，可以通過改變AB中電流方向來實現 D．電子的徑跡與AB間電流的方向無關 5．下列說法正確的是(　　) A．電子是原子核的組成部分 B．電子電荷的精確測定最早是由密立根通過著名的“油滴實驗”實現的 C．電子電荷量的數值約為1.60210－19 C D．電子質量與電荷量的比值稱為電子的比荷 6．關于密立根“油滴實驗”，下列說法正確的是(　　) A．密立根利用電場力和重力平衡的方法，測得了帶電體的最小帶電荷量 B．密立根利用電場力和重力平衡的方法，推測出了帶電體的最小帶電荷量 C．密立根利用磁偏轉的知識推測出了電子的電荷量 D．密立根“油滴實驗”直接驗證了電子的質量不足氫離子質量的千分之一 7．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，在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉，在下列措施中可采用的是(　　) A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向 B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向 C．加一電場，電場方向沿z軸負方向 D．加一電場，電場方向沿y軸正方向 8．質譜儀是一種測定帶電粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示。讓中性氣體進入電離室A，在那里被電離成離子。這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S1進入加速電場被加速。然后讓離子從縫S2垂直進入勻強磁場，最后打在底片上的P點。已知加速電壓為U，磁場的磁感應強度為B，縫S2與P之間的距離為a，離子從縫S1進入電場時的速度不計。求該離子的比荷。 9．電子所帶電荷量最早是由美國科學家密立根所做的油滴實驗推測出的。密立根實驗的原理如圖所示：兩塊水平放置的平行金屬板A、B與電源相接，使上面的板帶正電，下面的板帶負電。油滴從噴霧器噴出后，經上面金屬板中間的小孔，落到兩板之間的勻強電場E中。大多數油滴在經過噴霧器噴嘴時，因摩擦而帶負電，油滴在電場力、重力和空氣阻力的作用下下降，觀察者可在強光照射下，借助顯微鏡進行觀察。 兩板間的電勢差、兩板間的距離都可以直接測得，從而確定極板間的電場強度E。但是油滴太小，其質量m很難直接測出。密立根通過測量油滴在空氣中下落的終極速度測量油滴的質量。未加電場時，由于空氣的黏性，油滴所受的重力很快就等于油滴與空氣的摩擦力而使油滴勻速下落，可測得速度v1，再加一足夠強的電場，使油滴做豎直向上的運動，在油滴以速度v2勻速運動時，油滴所受的靜電力與重力、阻力平衡。根據空氣阻力遵循的規(guī)律，即可求得油滴的帶電荷量。 密立根測定了數千個帶電油滴的電荷量，發(fā)現這些電荷量都等于某個最小電荷的整數倍，從而證實了電荷是量子化的，并求得了元電荷即電子或質子所帶的電荷量e。 如圖所示，在A板上方用噴霧器將細油滴噴出，若干油滴從板上的一個小孔中落下，噴出的油滴因摩擦而帶負電。已知A、B板間電壓為U、間距為d，油滴恰好靜止。撤去電場后油滴徐徐下落，最后測出油滴以速度v勻速運動，已知空氣阻力正比于速度：f＝kv，則油滴所帶的電荷量q＝______。 某次實驗得q的測量值見下表(單位：10－19 C)： 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 分析這些數據可知：_________________________________________________________。 參考答案 1. 答案：AC　解析：湯姆孫通過實驗證實，陰極射線是帶負電的粒子流；陰極射線所帶的電荷量與氫離子相同，但質量比氫離子小得多，所以它的比荷比氫離子的比荷大。 2. 答案：AD　解析：陰極射線實質上就是高速電子流，所以在電場中偏向正極板一側，A正確。由于電子帶負電，所以其受力情況與正電荷不同，B錯誤。不同材料所產生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C錯誤。在湯姆孫實驗證實陰極射線就是帶負電的電子流時并未得出電子的電荷量，最早測量電子電荷量的是美國科學家密立根，D正確。 3. 答案：BD　解析：空氣是由多種氣體組成的混合氣體，在正常情況下，氣體分子不帶電(顯中性)，是較好的絕緣體。但在射線、受熱及強電場作用下，空氣分子被電離才具有導電功能，且空氣密度較大時，電離的自由電荷很容易與其他空氣分子碰撞，正、負電荷又重新復合，難以形成穩(wěn)定的放電電流，而電離后的自由電荷在稀薄氣體環(huán)境中導電性能更好。綜上所述，正確選項為B、D。 4. 答案：BC　解析：陰極射線帶負電，由左手定則判斷管內磁場垂直紙面向里；由安培定則判斷AB中電流的方向由B向A。電流方向改變，管內磁場方向改變，電子受力方向也改變。 5. 答案：BC　解析：電子是原子的組成部分，電子的發(fā)現說明原子是可以再分的。電子的電荷量與質量的比值稱為電子的比荷，也叫荷質比。 6. 答案：B　解析：密立根“油滴實驗”是利用噴霧的方法，在已知小液滴質量的前提下利用電場力和小液滴的重力平衡，推算出每個小液滴帶電荷量都是元電荷的整數倍，帶電體的帶電荷量不是連續(xù)的，而是量子化的，并且電子的帶電荷量也為元電荷，帶負電。故正確選項為B。 7. 答案：B　解析：若加磁場，由左手定則可知，所加磁場方向沿y軸正方向，B正確；若加電場，因電子向下偏轉，則電場方向沿z軸正方向。 8. 答案： 解析：離子經過了電場加速和磁場偏轉兩個過程，從離子運動軌跡可知，離子帶正電，設它進入磁場時的速度為v，在電場中加速有，在磁場中偏轉有，而，聯立以上三式解得。 9. 答案：　油滴的帶電荷量是1.610－19 C的整數倍，故電荷的最小電荷量為1.610－19 C 解析：(1) ，mg－kv＝0，解得。(2)分析表中數據可知，油滴的帶電荷量約為1.610－19 C的整數倍，故電荷的最小電荷量為1.610－19 C。