发布时间 : 星期日 文章高中物理选修3-5同步检测：第十八章 原子结构 18.1更新完毕开始阅读3081fc9954270722192e453610661ed9ac515543
18.1 新提升·课时作业
基础达标 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离子的比荷小 【答案】 C
2．(多选)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比荷大 D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小
【解析】 通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多，故选项A、C正确．
【答案】 AC
3．阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图所示，若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )
A．平行于纸面向左 B．平行于纸面向上 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里
【解析】 由题目可获取以下信息：(1)阴极射线的方向向右．(2)加磁场使射线向上偏转．由于阴极射线的本质是电子流．阴极射线方向向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流．利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确．
【答案】 C
4．阴极射线管中的高电压的作用是( ) A．使管内气体电离 B．使管内产生阴极射线
C．使管中障碍物的电势升高 D．使电子加速
【解析】 在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射的电子，通过高压对电子加速获得能量，与玻璃发生碰撞而产生荧光，故D正确．
【答案】 D
5．关于阴极射线，下列说法正确的是( )
A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象 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
【解析】 阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，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的多，故D错．
【答案】 C
6．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( ) A．阴极射线本质是氢原子 B．阴极射线本质是电磁波
C．阴极射线本质是电子流 D．阴极射线本质是X射线 【解析】 阴极射线是原子受激发射出的电子流，关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的． 【答案】 C 7．关于电荷量，下列说法错误的是( ) A．物体的带电荷量可以是任意的 B．物体的带电荷量只能是某些值 －C．物体的带电荷量的最小值为1.6×1019 C －D．一个物体带上1.6×109 C的正电荷，这是它失去了1010个电子的缘故 【解析】 电子的带电荷是最小值1.6×10－19C，物体的带电荷量只能是它的整数倍，所以A错误，B、C正确；一个物体带正电，是因为失去电子的缘故，所以D正确． 【答案】 A 8．(多选)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 【解析】 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mv射线的电性及左手定则可知B错误，C正确．由R＝可知，B越小，R越大，故磁感应强qB度应先由大变小，再由小变大，故D错误． 【答案】 AC q9．为了测定带电粒子的比荷，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已m知匀强电场的场强为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d，如果在两板间加垂直于电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为qB，则粒子恰好不偏离原来的方向，求为多少？ m11qE?L?2【解析】 设带电粒子以速度v0垂直电场方向进入匀强电场，则d＝at2＝① 22m?v0?此带电粒子垂直入射到正交的电磁场区域时不发生偏转，由平衡条件qE＝qv0B，得 Ev0＝② BqEL2E2由①②两式得＝ 2mdB2q2Ed解得＝22. mBL【答案】 2Ed B2L2能力提升 1．1897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，并没能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 【解析】 汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并求出了比荷，A、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． 【答案】 D 2．如右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之间电压为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AK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 vB．如果AK间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度为 2vC．如果AK间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度为 22D．如果AK间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度为v 2【解析】 当AK间电压不变、距离变化时，电场力对电子做功不变，即射出时速度仍1为v，A、B错误；当AK间电压减半时，电场力对电子做功为原来的一半，而eU＝mv2，21122eU＝mv′2，则v′＝v，即速度变为原来的，D正确． 2222【答案】 D 3．(多选)如图所示，从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场( ) A．增大电场强度E，减小磁感应强度B B．减小加速电压U，增大电场强度E C．适当地加大加速电压U D．适当地减小电场强度E 【解析】 正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域中，受到的电场力F＝qE，方向向上，受到的洛伦兹力f＝qvB，方向向下，离子向上偏，说明了电场力大于洛伦兹力，要使离子沿直线运动，即qE＝qvB，则应使洛伦兹力增大或电场力减小，增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U或增大磁感应强度B，减小电场力的途径是减小场强E.选项C、D正确． 【答案】 CD 4. 美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子电量．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它运动的情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力． (1)调节两金属板间的电势差U，当U＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动，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U＝U1时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量． U0m1gd【解析】 (1)当U＝U0时，油滴恰好做匀速直线运动，满足m1g－q＝0，即q＝ dU01U1(2)当U＝U1时，质量为m2的油滴做匀加速运动，满足d＝at2，m2g－q′＝m2a 2dm2d?2d?m2d2g－2＝2(gt－2d)． 由此得q′＝t?U1tU1?m1gdm2d【答案】 (1) (2)2(gt2－2d) U0U1t 5．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图所示．电子流平行于极板射入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流不发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子1－流穿出平行板电容器时的偏向角θ＝rad.已知极板长L＝3.0×102 m，电场强度大小为E15－4＝1.5×10 V/m，磁感应强度大小为B＝5.0×104 T．求电子比荷． 【解析】 无偏转时，洛伦兹力和电场力平衡，有eE＝evB，只存在磁场时，有evB＝v2mvLLem(或r＝)，由几何关系r＝，偏转角很小时，r≈，以上各式联立代入数据，得＝reBsinθθmEθ112＝1.3×10C/kg. BL【答案】 1.3×1011C/kg