《電子的發(fā)現(xiàn)》同步練習(xí)1-1

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1、《電子的發(fā)現(xiàn)》同步練習(xí) 【課前預(yù)習(xí)練】 1. 陰極射線 (1) 演示實(shí)驗(yàn)：如圖1所示，真空玻璃管中 K是金屬板制成的 ，接在感應(yīng)線圈的 上；金屬環(huán)制成的 A，接感應(yīng)線圈的 ，接通電源后，觀察管端玻璃壁上亮 度的變化. 8kV (2) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾在類似的實(shí)驗(yàn)中看到了玻璃壁上淡淡的 及 管中物體在玻璃壁上的 。 (3) 實(shí)驗(yàn)分析：熒光的實(shí)質(zhì)是由于玻璃受到 發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，并 把這種射線被命名為 。 2. 電子的發(fā)現(xiàn) (1) 湯姆孫對(duì)陰極射線的探究 ① 讓陰極射線分別通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)， 根據(jù) 現(xiàn)象，證明它是

2、的粒子流并求 出了其比荷. ② 換用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)， 所得粒子的 相同，是氫離子比荷的近兩千 倍. ③ 結(jié)論：粒子帶 ，其電荷量的大小與 大致相同，而質(zhì)量 氫離子 的質(zhì)量，后來，組成陰極射線的粒子被稱為 . (2) 湯姆孫的深入探究 ①湯姆孫研究的新現(xiàn)象，如 、熱離子發(fā)射效應(yīng)和 3射線等?發(fā)現(xiàn)，不論 、謝線、 還是熱離子流，它們都包含 ②結(jié)論：不論是正離子的轟擊、紫外光的照射、金屬受熱還是放射性物質(zhì)的自發(fā)輻射, 都能發(fā)射同樣的帶電粒子 —— .由此可見， 是原子的組成部分，是比原子更 的物質(zhì)單元. (3) 電子的電量與電荷量子化 ①

3、電子電荷可根據(jù)密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定，數(shù)值為： e= . ② 帶電體所帶電荷量具有 的特點(diǎn)，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的 ，即q= ne(n是整數(shù)) 3. 電子的電量與電荷量子化 ①電子電荷可根據(jù)密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定，數(shù)值為: ②帶電體所帶電荷量是 的，即任何帶電體所帶電荷只能是電子電荷的 ，即q= ne（n是整數(shù)）. 【課堂探究練】 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一陰極射線 1. 關(guān)于陰極射線的下列說法中正確的是 （ ） A. 陰極射線是高速質(zhì)子流 B. 陰極射線可以用人眼直接觀察到 C. 陰極射線是高速電子流 D .陰極射線是電磁波 2. 如圖2所示是電子

4、射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿 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 （沿z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，則下列措施中可 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 知識(shí)點(diǎn)二 電子的發(fā)現(xiàn) 3. 關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列說法中正確的是 （ ） A. 電子是由德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾發(fā)現(xiàn)的 B. 電子是由德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦發(fā)現(xiàn)的 C. 電子是由法國(guó)物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)的 D .電子是由英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)的 4. 關(guān)

5、于電子，下列說法中正確的是 （ ） A. 發(fā)現(xiàn)電子是從研究陰極射線開始的 B. 任何物質(zhì)中均有電子，它是原子的組成部分 C. 發(fā)現(xiàn)電子的意義是：使人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有 復(fù)雜的結(jié)構(gòu) D .電子是帶正電的，它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線的切線方向相同 5. 關(guān)于湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的下列說法中正確的是 （ ） A. 戈德斯坦是第一個(gè)測(cè)出陰極射線比荷的人 B. 湯姆孫直接測(cè)出了陰極射線的質(zhì)量 C. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)，用不同材料的陰極和不同的氣體做實(shí)驗(yàn)，陰極射線的比荷是不同的 D ?湯姆孫由實(shí)驗(yàn)得到的陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍 【方法技巧練】

6、 帶電粒子比荷的測(cè)定方法 q 6?帶電粒子的比荷m是一個(gè)重要的物理量?某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探 究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，以求得電子的比荷，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 3所示. （1） 他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下： A. 首先在兩極板 Mi、M2之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng)，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電 子束從兩極板中央通過，在熒屏的正中心處觀察到一個(gè)亮點(diǎn)； B. 在Mi、M2兩極板間加合適的電場(chǎng)，加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大電壓， 使熒屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒屏下方偏移， 直到熒屏上恰好看不見亮點(diǎn)為止， 記下此時(shí)外加電壓 U.請(qǐng)問本步驟的目的是什么？ C. 保持步驟B

7、中的電壓U不變，對(duì)Mi、M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng) B，使熒 屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn)，試問外加磁場(chǎng)的方向如何？ （2） 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟 ，同學(xué)們正確地推算出電子的比荷與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān) q U 量的關(guān)系為m= BV?一位同學(xué)說，這表明電子的比荷大小由外加電壓決定， 外加電壓越大則 電子的比荷越大，你認(rèn)為他的說法正確嗎？為什么？ 11 1 r 1 0 ! 圖4 7?如圖4所示，質(zhì)量為m的帶負(fù)電的油滴，靜止于水平放置的帶電平行金屬板間，設(shè)油 滴的密度為P,空氣密度為p'，試求：兩板間場(chǎng)強(qiáng)最大值 Em的表達(dá)式. 【課后鞏固練】 1 ?關(guān)于陰極射線，

8、下列說法正確的是 （ ） A. 陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光放電現(xiàn)象 B?陰極射線是在真空管內(nèi)由正極放出的電子流 C.陰極射線是由德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦命名的 D ?陰極射線的比荷比氫原子的比荷小 2 ?關(guān)于電荷量，下列說法正確的是 （ ） A. 物體的帶電荷量可以是任意值 B. 物體的帶電荷量只能是某些值 -19 C. 物體的帶電荷量的最小值為 1.6X 10 C 一 9 D. 一個(gè)物體帶1.6X 10 C的正電荷，這是它失去了 10個(gè)電子的緣故 3. 1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并被稱為 “電子之父”，下列關(guān)于電子的說法 正確的是（ ） A.

9、 湯姆孫通過陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子的結(jié) 論，并求出了陰極射線的比荷 B. 湯姆孫通過對(duì)光電效應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)了電子 C. 電子的質(zhì)量無法測(cè)定 D ?湯姆孫通過對(duì)不同材料的陰極發(fā)出的射線做研究，并研究光電效應(yīng)等現(xiàn)象，說明電 子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元 4. 關(guān)于電荷量，下列說法錯(cuò)誤的是 （ ） A. 電子的電荷量是由密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 B. 物體所帶電荷量可以是任意值 一19 C. 物體所帶電荷量最小值為 1.6X 10 C D .物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 陰械廠-、陽械 圖5 5. 陰極射線從陰極射線管

10、中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖 5所 示?若要使射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)為 （ ） A. 平行于紙面向左 C.垂直于紙面向外 6. 下列說法中，正確的是（ ） A. 湯姆孫精確地測(cè)出了電子電荷量 B. 平行于紙面向上 D .垂直于紙面向里 一 19 e= 1.602 177 33（49） X 10 C B. 電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實(shí)驗(yàn)”測(cè)出的 C. 湯姆孫油滴實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是 e的整 數(shù)倍 D .通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得電子的比荷及電子電荷量 e的值，就可以確定電子的質(zhì)量 400 V A B

11、圖6 7. 如圖6所示，在平行板兩極間接上電壓為 400 V的恒壓電源，在平行板的中間有 A、B 兩個(gè)小孔，一個(gè)電子以300 eV的動(dòng)能從A孔射入，則電子從兩板間出來時(shí)其動(dòng)能為 （ ） A. 0 B. 300 eV C. 700 eV D. 400 eV 8如圖7所示為示波管中電子槍的原理示意圖. A n 圖7 示波管內(nèi)抽成真空，A為發(fā)射電子的陰極，K為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速電極， A、K間電壓 為U.電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略，電子經(jīng)加速后從 K的小孔中射出的速度大小為 v?下列 說法正確的是（ ） A. 如果A、K間距離減半而電壓仍為 U不變，則電子離開 K時(shí)的速度為2

12、v v B. 如杲A、K間距離減半而電壓仍為 U不變，則電子離開 K時(shí)的速度為2 v C. 如杲A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開 K時(shí)的速度為2 D .如果A、K間距離保持不變而電壓減半，則電子離開 K時(shí)的速度為于v 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 Jtj8 — ■^― — 9.電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的.他 測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量， 發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍. 這個(gè)最 小電荷量就是電子所帶的電荷量. 密立根實(shí)驗(yàn)的原理

13、如圖 8所示，A、B是兩塊平行放置的水 平金屬板，A板帶正電，B板帶負(fù)電?從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到 A、B兩板之間的電場(chǎng) 中?小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié) A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場(chǎng)力和重力 平衡?已知小油滴靜止處的電場(chǎng)強(qiáng)度是 1.92X 105 N/C，油滴半徑是1.64 4 cm,油的密 度是0.851 g/cm3，求油滴所帶的電荷量?這個(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍？ (g取9.8 m/s2) 第十八章原子結(jié)構(gòu) 第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn) 課前預(yù)習(xí)練 1. ⑴陰極負(fù)極正極正極⑵熒光影⑶陰極陰極射線 2. (1)①偏轉(zhuǎn)帶負(fù)電②比荷數(shù)值③負(fù)電氫離子遠(yuǎn)小于電子 (2)①

14、光電效應(yīng) 陰極射線 光電流 電子 ②電子 電子 基本 ⑶①1.60X 10一19 C ②量子化整數(shù)倍 3. ①1.60X 10“9 C ②量子化 整數(shù)倍 課堂探究練 1. C 2. B [由于電子沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，若加一磁場(chǎng)使電子射線向下偏轉(zhuǎn)， 則所受洛倫茲力 應(yīng)向下，由左手定則可知所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)沿 y軸正方向；若加一電場(chǎng)使電子射線向下偏轉(zhuǎn)， 所受電場(chǎng)力方向向下，則所加電場(chǎng)方向應(yīng)沿 z軸正方向，由此可知 B正確.] 3. D 4.ABC 5.D 6. (1)B.使電子剛好落在極板靠近熒屏端的邊緣，利用已知量表達(dá) q/m. C.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 (2)說法不正確

15、，電子的比荷是電子的固有參數(shù). 解析(1)設(shè)M1、M2兩極板間距為h,電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，屏上恰好看不到亮 h h 1^UL2 點(diǎn)時(shí)，電子剛好落在靠近熒屏端的邊緣，沿電場(chǎng)方向位移為 2,則有2= 2mh(v0)2；加上磁場(chǎng) U — , q … B時(shí)，電子束不偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡， Bqv0 = q h，兩式聯(lián)立有m= b2l2.因M2帶正 電，電子受到向下的電場(chǎng)力， 所以洛倫茲力方向向上， 根據(jù)左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向垂直 紙面向外. (2)比荷是帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量的比值，而電荷量、質(zhì)量都是粒子本身的固有屬 性，故比荷也是粒子的固有屬性，與外界條件無關(guān).

16、方法總結(jié) 解決帶電粒子在電磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的問題時(shí)，要切記以下幾點(diǎn)： (1) 所加電場(chǎng)、磁場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng). (2) 帶電粒子只在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)做類平拋運(yùn)動(dòng)，可利用運(yùn)動(dòng)的分解、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓 運(yùn)動(dòng)定律列出相應(yīng)的關(guān)系式. (3) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要注意通過畫軌跡示意圖確定圓心位置, 利用幾何知識(shí)求出其半徑. (4) 帶電粒子若通過相互垂直的電、磁場(chǎng)時(shí)，一般使其不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由此可求出帶電粒 子的速度. p— P‘ 7. Em=mg pe m 解析 設(shè)油滴的體積為V，則V =), 油滴受到空氣對(duì)它的浮力為 F，則 m mg q,在電場(chǎng)中受重力、浮力和電

17、場(chǎng)力而平衡，受力 F= p' Vg = p' pg. 取油滴為研究對(duì)象，設(shè)其帶電荷量為 如圖所示，有： p ' mg F+ Eq = mg,即卩 p + Eq = mg 所以E = mg p— p ' pq q = n e, 即 卩 又因?yàn)槿魏螏щ婓w所帶電荷量為電子所帶電荷量的整數(shù)倍，所以有: mg p— p' E= p ne mgf p— p，) 當(dāng)門=1時(shí)，E最大，即Em = pe 課后鞏固練 1. C ［陰極射線是在真空管中由負(fù)極發(fā)出的電子流，故 A、B錯(cuò)；最早由德國(guó)物理學(xué)家 戈德斯坦在1876年提出并命名為陰極射線，故 C對(duì)；陰極射線本質(zhì)

18、是電子流，故其比荷比氫 原子比荷大的多，故D錯(cuò).］ 2. BCD ［電子的電荷量是最小值1.6 X0—19 C,物體的帶電荷量只能是它的整數(shù)倍， 所 以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C正確；一個(gè)物體帶正電，是因?yàn)槭ル娮拥木壒剩赃x項(xiàng) D正確.］ 3. AD 4. B ［密立根的油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷量為 1.6氷0—19 C,并提出了電荷量子化的 觀點(diǎn)，因而A、C對(duì)，B錯(cuò)；任何物體的電荷量都是 e的整數(shù)倍，故D對(duì).因此選B.］ 5. C ［由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線方向向右傳播，說明電子的運(yùn)動(dòng)方向 向右，相當(dāng)于存在向左的電流，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面向上

19、, 由此可知磁場(chǎng)方向應(yīng)為垂直于紙面向外，故選項(xiàng) C正確.] 6. BD 7.B 1 2 阿 8 D [由eU= 2mv得"= ? m ,由公式可知，電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后的速度與加速 電極之間的距離無關(guān)， 對(duì)于確定的加速粒子 ——電子，其速度只與加速電壓有關(guān)， 由此不難 判定D正確.] 9. 5倍 4 3 解析 小油滴質(zhì)量： m= pY= P3，n① 由題意知mg — Eq = 0② 由①②兩式可得： pn3g q= 3E 0.851 X 10吸 4 nX(1.64X 10—6^X 9.8 = 3 X 1.92 X 10 C —19 ?8.02 X 10 19 c 小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為 8.02 X 10 —19 n= 1.6X 10—19 倍=5倍