2019-2020学年高中物理 第三章 原子结构之谜 第一节 敲开原子的大门随堂演练课件 粤教版选修

[随堂检测]1．发现电子的科学家是()A．汤姆生B．玻尔C．卢瑟福D．查德威克解析：选A.1897年汤姆生发现电子．2．下面对阴极射线的认识正确的是()A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极解析：选D.阴极射线是由阴极直接发出的，A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B错误，D正确；阴极射线可以穿透薄铝片，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C错误．3．(多选)下列是某实验小组测得的一组电荷量，哪些是符合事实的()A．＋3×10－19CB．＋4.8×10－19CC．－3.2×10－26CD．－4.8×10－19C解析：选BD.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.1.6×10－19C是目前为止自然界中最小的电荷量，故B、D正确．4．(多选)下列说法中正确的是()A．汤姆生精确地测出了电子电荷量e＝1.60217733(49)×10－19CB．电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C．汤姆生油滴实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍D．通过实验测得电子的比荷及电子电荷量e的值，就可以确定电子的质量解析：选BD.电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的，A、C错误，B正确．测出比荷的值em和电子电荷量e的值，可以确定电子的质量，故D正确．5．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________(填“向上”“向下”“向里”或“向外”)偏转．解析：由电子的发现过程可知，阴极射线本质是高速运动的电子流．当电子在磁场中偏转时，由左手定则可知电子会受到向下的磁场力，故向下偏转．答案：电子向下[课时作业]一、单项选择题1．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法不正确的是()A．测得了质子的电荷量B．提出了电荷分布的量子化观点C．为电子电量的最终获得作出了突出贡献D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据解析：选A.密立根油滴实验精确测定了电子的电荷量．2．发射阴极射线的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．使管内障碍物的电势升高D．使电子加速解析：选D.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流，通过高电压加速而获得能量，与玻璃碰撞而产生荧光，故选项D正确．3．下列关于电子的说法中不正确的是()A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分C．电子发现的意义是使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同解析：选D.研究表明电子是物质的组成部分，电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，是可以再分的．4．下列实验现象中，支持阴极射线是带电微粒观点的是()A．阴极射线可以透过薄铝片B．阴极射线通过电场或磁场时，要产生相应偏转C．阴极射线透过镍单晶时，产生衍射现象D．阴极射线轰击荧光物质，发出荧光解析：选B.电磁波能透过薄铝片，且可以产生衍射现象，但电磁波不能在电场或磁场中偏转，故阴极射线是带电微粒．5．如果阴极射线像X射线一样，则下列说法正确的是()A．阴极射线管内的高电压能够对其加速而增加能量B．阴极射线通过偏转电场不会发生偏转C．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变解析：选B.X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，B正确．6．如图所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，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轴正方向解析：选B.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．二、多项选择题7．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：选AC.通过对阴极射线在电场、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A、C两项正确．8．如图是密立根油滴实验的示意图．油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是()A．油滴带负电B．油滴质量可通过天平来测量C．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量D．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍解析：选AD.由图知，电容器两板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故A正确．油滴的质量很小，不能通过天平测量，故B错误．根据油滴受力平衡得：mg＝qE＝qUd，得q＝mgdU，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴的电荷量，故C错误．根据密立根油滴实验研究知：该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故D正确．9．关于电子的发现，下列叙述中正确的是()A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的B．电子的发现，说明原子具有一定的结构C．电子是第一种被人类发现的微观粒子D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象解析：选BCD.发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子有一定的结构，B正确；电子是人类发现的第一种微观粒子，C正确；物体带电的过程，就是电子的得失和转移的过程，D正确．10．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：选AC.由粒子的电性及左手定则可知B项错误；由R＝mvqB可知，B越小R越大，故D项错误．三、非选择题11．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带负电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点距离为l，求该粒子的比荷qm.解析：由圆的对称性可知，带电粒子离开x轴时与轴的夹角也是θ，根据几何知识可知，粒子运动的圆弧所夹的圆心角为2θ.由几何知识得，轨道半径为R＝l2sinθ，又R＝mv0qB，所以qm＝2v0sinθlB.答案：2v0sinθlB12．如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D油滴可看作球体，球体体积公式V＝16πD3，重力加速度为g.(1)设油滴受到气体的阻力f＝kv，其中k为阻力系数，求k的大小；(2)求油滴所带电荷量．解析：(1)油滴速度为v1时所受阻力f1＝kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1＝mgm＝ρV＝16πρD3，则k＝16v1πρD3g.(2)设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力为F电＝qE＝qUd油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，则kv2＋mg＝qUd油滴所带电荷量为q＝ρπD3gd（v1＋v2）6Uv1.答案：(1)16v1πρD3g(2)ρπD3gd（v1＋v2）6Uv1