PAGEPAGE6電子的發覺時間：45分鐘一、選擇題(1～4題為單選，5～6題為多選)1．關于陰極射線的本質，下列說法正確的是(C)A．陰極射線本質是氫原子B．陰極射線本質是電磁波C．陰極射線本質是電子 D．陰極射線本質是X射線解析：陰極射線是原子受激放射出的電子，關于陰極射線是電磁波、X射線都是在探討陰極射線過程中的一些假設，是錯誤的．2．已知X射線的“光子”不帶電，假設陰極射線像X射線一樣，則下列說法正確的是(B)A．陰極射線管內的高電壓能夠對其加速而增加能量B．陰極射線通過偏轉電場不會發生偏轉C．陰極射線通過偏轉電場能夠變更方向D．陰極射線通過磁場方向可能發生變更解析：因為X射線的“光子”不帶電，故電場、磁場對X射線不產生作用力，故選項B正確．3．如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強電流的長直導線，則陰極射線粒子將(D)A．向紙內偏轉 B．向紙外偏轉C．向下偏轉 D．向上偏轉解析：由題目條件不難推斷陰極射線所在處磁場垂直紙面對外，陰極射線從負極射出，由左手定則可判定陰極射線粒子(電子)向上偏轉．4．密立根油滴試驗原理如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接，板間電壓為U，形成豎直向下、場強為E的勻強電場．用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質量和電荷量各不相同的油滴．通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴，若此懸浮油滴的質量為m，重力加速度為g，則下列說法正確的是(C)A．懸浮油滴帶正電B．懸浮油滴的電荷量為eq\f(mg,U)C．增大場強，懸浮油滴將向上運動D．油滴的電荷量不肯定是電子電荷量的整數倍解析：帶電油滴在兩板間靜止時，電場力向上，應帶負電，A錯；qE＝mg，即qeq\f(U,d)＝mg，所以q＝eq\f(mgd,U)，B項錯誤；當E變大時，qE變大，合力向上，油滴向上運動，任何帶電物體的電荷量都是電子電荷量的整數倍，D項錯．5．英國物理學家湯姆孫通過對陰極射線的試驗探討發覺(AD)A．陰極射線在電場中偏向正極板一側B．陰極射線在磁場中受力狀況跟正電荷受力狀況相同C．不同材料所產生的陰極射線的比荷不同D．湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量解析：陰極射線實質上就是高速電子流，所以在電場中偏向正極板一側，A正確．由于電子帶負電，所以其在磁場中受力狀況與正電荷不同，B錯誤．不同材料所產生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，C錯誤．在湯姆孫試驗證明陰極射線就是帶負電的電子流時并未得出電子的電荷量，最早測出電子電荷量的是美國物理學家密立根，D正確．6．如圖所示的陰極射線管，無偏轉電場時，電子束加速后打到熒光屏中心形成亮斑．假如只漸漸增大M1M2之間的電勢差，則下列說法正確的是(AC)A．在熒光屏上的亮斑向上移動B．在熒光屏上的亮斑向下移動C．偏轉電場對電子做的功增大D．偏轉電場的電場強度減小解析：設電子由加速電場加速后的速度為v.電子在加速電場中運動，由動能定理得eU1＝eq\f(1,2)mv2解得v＝eq\r(\f(2eU1,m)).水平方向有L＝vt豎直方向有a＝eq\f(F,m)＝eq\f(eE,m)＝eq\f(eU2,md)vy＝at電子剛離開偏轉電場時的偏轉角正切值為tanα＝eq\f(vy,v)由以上各式解得tanα＝eq\f(U2L,2U1d)，即電子離開偏轉電場時的偏轉角α隨偏轉電壓的增大而增大．假如只漸漸增大M1M2之間的電勢差U2，在熒光屏上的亮斑向上移動，故選項A正確，B錯誤；電子離開偏轉電場時的偏轉量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(eU2L2,2mv2d)，假如只漸漸增大M1M2之間的電勢差U2，電子離開偏轉電場時的偏轉量將增大．偏轉電場對電子做的功W＝e·E·y，偏轉量越大，靜電力做的功越多，故選項C正確；偏轉電場的電場強度E＝eq\f(U2,d)，所以假如只漸漸增大M1M2之間的電勢差U2，偏轉電場的電場強度增大，故選項D錯誤．二、非選擇題7.密立根試驗的原理如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B板帶負電．從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中．小油滴由于摩擦而帶負電，調整A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的靜電力和重力平衡．已知小油滴靜止處的電場強度是1.92×105N/C，油滴半徑是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量，這個電荷量是電子電荷量的多少倍？(π取3.14，e取1.6×10－19C)答案：8.02×10－19C5解析：小油滴質量為m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3由題意得mg＝Eq聯立解得q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f(0.851×103×4×3.14×1.64×10－63×9.8,3×1.92×105)C≈8.02×10－19C.小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數為n＝eq\f(q,e)＝eq\f(8.02×10－19,1.6×10－19)≈5(倍)．8.如圖所示，在紙面內半徑為R的圓形區域中充溢了垂直于紙面對里、磁感應強度為B的勻強磁場，一束陰極射線從圖中A點以速度v0垂直磁場射入，當射線離開磁場時，速度方向剛好變更了180°，不計電荷的重力，求射線的比荷．答案：eq\f(2v0,BR)解析：符合題目條件的運動軌跡如圖所示，由幾何關系得，射線在磁場中的旋轉半徑為圓形磁場區域半徑的一半，即eq\f(R,2)＝eq\f(mv0,qB)由此得射線的比荷為eq\f(q,m)＝eq\f(2v0,BR).9．如圖，為美國物理學家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的金屬板間距為d，油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦而帶負電，油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間，當平行金屬板間不加電壓時，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v1豎直向下勻速運動；當上板帶正電，下板帶負電，兩板間的電壓為U時，帶電油滴恰好能以速度v2豎直向上勻速運動．已知油滴在極板間運動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為ρ，已測量出油滴的直徑為D(油滴可看作球體，球體體積公式V＝eq\f(1,6)πD3)，重力加速度為g.(1)設油滴受到的氣體的阻力F＝kv，其中k為阻力系數，求k的大小．(2)求油滴所帶電荷量．答案：(1)eq\f(πρD3g,6v1)(2)eq\f(ρπD3gdv1＋v2,6Uv1)解析：(1)油滴向下勻速運動時，重力與阻力平衡，有kv1＝mgm＝ρV＝eq\f(