高中物理人教版 (新课标)选修31 电子的发现达标测试

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 电子的发现达标测试，共5页。试卷主要包含了电子的发现说明等内容，欢迎下载使用。

1．关于电子的发现者，下列说法正确的是( )
A．英国的汤姆孙
B．德国的普吕克尔
C．德国的戈德斯坦
D．美国的密立根
答案：A
2．关于阴极射线的实质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线实质是氢原子
B．阴极射线实质是电磁波
C．阴极射线实质是电子
D．阴极射线实质是X射线
解析：选C.阴极射线是原子受激发射出的电子，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．
3．电子的发现说明( )
A．原子是由原子核和电子组成的
B．物质是带电的且一定带负电
C．原子可进行再分
D．原子核可再分
解析：选C.电子是原子的一部分，说明原子可再分，但不能说明原子的结构．
4.
图18－1－5
(2011年泰州检测) 如图18－1－5所示，在阴极射线管正上方平行放一根通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )
A．向纸内偏转
B．向纸外偏转
C．向下偏转
D．向上偏转
解析：选D.由安培定则可以判断阴极射线所在处的磁场垂直纸面向外，电子从负极射出向右运动，由左手定则可判定阴极射线(电子)向上偏转．
5.
图18－1－6
把两个边长相等的金属板如图18－1－6放置(金属板的边长为d，两极板间距为h)，加如图所示的匀强电场E，使阴极射线从两板中间位置射入，测出当阴极射线达到最大偏向时的电场强度E的大小；保持E不变，再加以垂直电场向外的匀强磁场，从小到大不断增加磁感应强度，当阴极射线可以水平射出时读出磁感应强度为B.
证明电子的比荷eq \f(e,m)＝eq \f(Eh,B2d2).
解析：只存在匀强电场时，带电粒子在电场中做类平抛运动，根据相关知识列出方程
垂直于电场方向：t＝eq \f(d,v0)
沿电场方向：eq \f(1,2)h＝eq \f(1,2) eq \f(eE,m)t2
再加上磁场，粒子做匀速直线运动：eE＝ev0B
联立上述方程得：eq \f(e,m)＝eq \f(Eh,B2d2).证毕．
一、选择题
1．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核的比荷大
D．阴极射线的比荷比氢原子核的比荷小
解析：选AC.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，而且比荷比氢原子核的比荷大得多，故A、C正确．
2．汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是( )
A．物质中可能有电子，也可能没有电子
B．不同的物质中具有不同的电子
C．电子质量是质子质量的1836倍
D．电子是一种构成物质的基本粒子
答案：D
3．关于电荷量，下列说法不正确的是( )
A．电子的电量是由密立根通过油滴实验测得的
B．物体的带电量可以是任意值
C．物体带电量的最小值为1.6×10－19C
D．电子所带的电荷量称为元电荷
解析：选B.密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10－19C，并提出了电荷量子化的观点，因此A、C正确，B错．任何物体的电荷量都为e的整数倍，并规定e所带的电量为元电荷，故D正确．因此选B.
4．图18－1－7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( )
图18－1－7
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.若加磁场，由左手定则可判定其方向应沿y轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿z轴正方向，故只有B项是正确的．应明确管内是电子流，然后根据洛伦兹力和电场力方向的判定方法进行判定．
5．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如下图18－1－8所示的电流，电子的偏转方向为( )
图18－1－8
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
解析：选A.根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项A正确．
6．接上题，如果发现电视画面的幅度比正常偏小，可能是下列哪些原因引起的( )
A．电子枪发射能力减小
B．加速电压的电压过高，电子速度偏大
C．偏转线圈匝间短路，偏转线圈匝数减少
D．偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
解析：选BCD.电视画面幅度减小是由于偏转角太小引起的．其原因一是因为电子的速度太大，即加速电压过高；二是因为偏转磁场的磁感应强度太弱．偏转线圈中电流太小和匝间短路引起的有效匝数减少都会使磁感应强度减弱，故选项B、C、D正确．
7．关于空气导电性能，下列说法正确的是( )
A．空气导电，是空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动的结果
B．空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的结果
C．空气密度越大，导电性能越好
D．空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
解析：选BD.空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体．但在射线、受热及强电场作用下，空气分子被电离才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷又重新复合，难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在稀薄气体环境中导电性能更好，综上所述，正确选项为B、D项．
8．图18－1－9为示波管中电子枪的原理示意图．示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K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的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是( )
图18－1－9
A．如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为2v
B．如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为eq \f(v,2)
C．如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为eq \f(v,2)
D．如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为eq \f(\r(2),2)v
解析：选D.由qU＝eq \f(1,2)mv2得v＝eq \r(\f(2qU,m))，由公式可知，电子经加速电场加速后的速度与加速电极之间的距离无关，对于确定的加速粒子——电子，其速度只与电压有关，由此不难判定D正确．
二、非选择题
9．质谱仪是一种测定带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图18－1－10所示．让中性气体进入电离室A，在那里被电离成离子．这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速．然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点．已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计．求该离子的比荷eq \f(q,m).
图18－1－10
解析：离子经过了电场加速和磁场偏转两个过程，从离子运动轨迹可知，离子带正电，设它进入磁场时的速度为v，在电场中加速有qU＝eq \f(1,2)mv2，在磁场中偏转有qBv＝eq \f(mv2,r)，而r＝eq \f(a,2)，联立以上三式解得eq \f(q,m)＝eq \f(8U,B2a2).
答案：eq \f(8U,B2a2)
图18－1－11
10．在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图18－1－11所示．abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置．盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内．粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出．若已知eq \x\t(fd)＝eq \x\t(cd)＝L，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力．请你根据上述条件求出带电粒子的比荷eq \f(q,m).
解析：带电粒子进入电场，经电场加速．根据动能定理得qU＝eq \f(1,2)mv2，得v＝ eq \r(\f(2qU,m)).
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示．
设圆周半径为R，在三角形Ode中，有(L－R)2＋(eq \f(L,2))2＝R2
整理得：R＝eq \f(5,8)L，
洛伦兹力充当向心力：qvB＝meq \f(v2,R)
联立上述方程，解得eq \f(q,m)＝eq \f(128U,25B2L2).
答案：eq \f(128U,25B2L2)