2024教科版高中物理选择性必修第三册同步练习--1 电子的发现

中小学教育资源及组卷应用平台 2024教科版高中物理选择性必修第三册同步 第四章　原子结构 1　电子的发现 基础过关练 题组一　对阴极射线的认识 　　　　　 　　　　 　　　　 1.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子。下列关于电子的说法正确的是 (　　) A.汤姆孙通过对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.电子质量约是质子质量的1 800倍 D.汤姆孙通过对不同材料做成的阴极发出的射线的研究,推断出电子是原子的组成部分 题组二　阴极射线在电场和磁场中的偏转 2.(2023湖北宜昌期中)如图所示是汤姆孙的气体放电管示意图,下列说法正确的是 (　　) A.若在D1、D2之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的中心P1点 B.若在D1、D2之间只加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转 C.若在D1、D2之间只加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转 D.若在D1、D2之间只加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转 题组三　测定阴极射线粒子的比荷及电荷量 3.(2023四川泸州期末)美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正、负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,图中油滴由于带负电而悬浮在两板间保持静止(已知重力加速度为g)。 (1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有　　　　; A.油滴质量m　　B.两板间的电压U C.两板间的距离d　　D.两板的长度L (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=　　　　; (3)若电子的电荷量为e,则该带电油滴中的电子数为　　　　。 4.(2023北京西城期末)在再现汤姆孙测阴极射线比荷的实验中,采用了如图所示的阴极射线管,从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后,水平射入长度为L的D、G平行板间,接着在荧光屏F中心出现光斑。若在D、G间加上方向向上、场强大小为E的匀强电场,阴极射线将向下偏转;如果再利用通电线圈在D、G间电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出),光斑恰好回到荧光屏中心;接着再去掉电场,阴极射线向上偏转,偏转角为θ,试解决下列问题: (1)说明阴极射线的电性; (2)说明图中磁场沿什么方向; (3)根据L、E、B和θ,求出阴极射线的比荷。 答案与分层梯度式解析 第四章　原子结构 1　电子的发现 基础过关练 1.AD　汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定阴极射线本质上是带负电的粒子流,并求出了比荷,从而发现了电子,A正确,B错误;电子质量约是质子质量的,C错误;汤姆孙发现用不同材料的阴极做实验研究阴极射线时均发出同一种粒子———电子,这就说明电子广泛地存在于各种不同的原子之中,是原子的组成部分,故D正确。 2.AC　阴极射线是电子流,当D1、D2之间不加电场和磁场时,因电子所受的重力可以忽略不计,阴极射线不发生偏转,将打到最右端的中心P1点,A正确;在D1、D2间加上竖直向下的电场时,阴极射线受到竖直向上的电场力,应向上偏转,C正确,B错误;在D1、D2间加上与电子运动方向垂直的磁场时,电子在磁场中受洛伦兹力作用,会发生偏转,D错误。 3.答案　(1)ABC　(2)　(3) 解析　(1)(2)油滴静止时有mg=qE=q,解得q=,所以要测出该油滴的电荷量,需要测油滴质量、两板间的电压和两板间的距离,故选A、B、C。 (3)设带电油滴中的电子数为n,则有ne=q,得n==。 4.答案　(1)负电　(2)垂直纸面向外　(3) 解析　(1)由于阴极射线在电场中向下偏转,知阴极射线受到的电场力方向向下,又知匀强电场方向向上,电场力的方向与电场方向相反,可知阴极射线带负电。 (2)由题意可知,所加磁场使阴极射线受到向上的洛伦兹力,而与电场力平衡,由左手定则可得磁场的方向垂直纸面向外。 (3)设阴极射线中粒子带 ... ...