1、第 1节 电子的发现 第十八章 原子结构 03课后巩固训练 基础达标练 1 ( 多选 ) 下列说法中正确的是 ( ) A 电子的发现说明原子是可以再分的 B 在强电场中气体能够被电离而导电 C 阴极射线的实质是电磁波 D 阴极射线在真空中通过磁场时速度方向一定发生偏转 解析 电子的发现说明原子可再分， A 正确。在强电场中气体能够被电离而导电， B 正确。阴极射线的本质是电子流， C 错误。当射线速度方向与磁场方向平行时不发生偏转， D 错误。 2 ( 多选 ) 关于电荷量，下列说法正确的是 ( ) A 物体的电荷量可以是任意值 B 物体的电荷量只能是某些值 C 物体的电荷量的最小值为 1.
2、6 10 19C D 一个物体带 1. 6 10 9C 的正电荷，这是它失去了1010个电子的缘故 解析 电子的电荷量是 1. 6 10 19C ，物体的电荷量只能是它的整数倍，所以选项 A 错误， B 、 C 正确；一个物体带正电，是因为失去电子的缘故，计算可得选项 D 正确。 3 ( 多选 ) 1897 年英国物理 学家汤姆孙发现了电子并被称为 “ 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，并求出了阴极射线的比荷 B 汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子 C 电子的质量是质子质量的 183 6 倍 D
3、汤姆孙用不同材料的阴极做实验，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元 解析 汤姆孙采用阴极射线管装置，通过提高放电管的真空度而取得了成功，汤姆孙不仅使阴极射线在磁场中发生了偏转，而且还使它在电场中发 生了偏转，由此进一步证实了阴极射线是带负电的粒子流的结论，他运用实验测出阴极射线粒子的电荷与质量的比值，也就是比荷。由此发现了电子， A 正确， B 错误。质子质量是电子的 1836倍， C 错误。发现电子后，汤姆孙又研究了光电效应、热离子发射效应和 射线等，得出电子是原子的组成部分， D正确。 4 ( 多选 ) 关于空气导电性能，下列说法正确的是 ( ) A
4、 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 空气变得越稀薄，越容易发出辉光 解析 空气是混合气体，通常情况下，空气是绝缘体，但在射线、受热或强电场作用下，空气被电离才具有导电功能。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、负离子重新复合，难以形成稳定电流，电离后的自由电荷在稀薄气体环境中导电性能更好， B 、 D正确。 5 ( 多选 ) 阴极射线管中加高电压的作用是 ( ) A 使管内气体电离 B 使管内正离子加速撞击阴极产生阴极射线 C
5、电弧放电 D 使电子减速 解析 阴极射线管加上高电压时，管中残存气体分子被 电离成正离子和电子分别向两极运动，正离子在电场加速下撞击阴极而使阴极释放出更多电子形成阴极射线， A 、B 正确。 6 密立根用喷雾的方法获得了带电液滴，然后把这些带有不同电荷量和质量的液滴置于电场中，通过电场力和重力平衡的方法最终测得了带电液 滴带的电荷量。某次测量中，他得到了如下数据 ，则可得出结论为：_ _ _ _ _ _ _ _ 。 电荷量都是元电荷 e 的整数倍 液滴编号 电荷量 /C 1 6. 41 10 192 9. 70 10 193 1. 6 10 194 4. 82 10 19 解析 元电荷是电荷量
6、的最小值，最早是由美国科学家密立根用实验测得。分析表格数据可知电荷量都是元电荷的整数倍。 7 如图所示，电子以初速度 v0从 O 点沿 OO 进入长为 l 、板间距离为 d 、电势差为 U 的平行板电容器中，出电场时打在屏上 P 点，经测量 O 、 P 的距离为 y0，求电子的比荷。 答案 2 dy 0 v20Ul 2 解析 由于电子进入电场中做类平抛运动，沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，满足 y 0 12at212eUdmlv 02eU l22 md v20，则em2 dy 0 v20Ul2 。 题组通关练 8 ( 1) ( 多选 ) 如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法
7、中正确的是 ( ) 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 P1点 B 若在 D1、 D2之间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之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转 ( 2) 如图所示，有一电子 ( 电荷量为 e ) 经电压为 U0的电场加速后，进入两块间距为 d 、电压为 U 的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求： 金属板 AB 的长度； 电子穿出电场时的动能。 答案 (1 ) A C ( 2) d2 U 0U eU 0
8、eU2解析 ( 1) 实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，选项 C 正确，选项 B 错误。加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，选项 D 错误。当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项 A 正确。 ( 2) 设电子质量为 m , 被加速后速度大小为 v0，对于电子在加速电场中由动能定理得： eU012m v20 在偏转电场中，电子做类 平抛运动，设加速度为 a ，极板长度为 L ，由于电子恰好射出电场，所以有： eUd ma L v0t 12d 12at2 联立解得： L d2 U0U 设电子穿过电场时的动能为 Ek， 根据动
9、能定理 Ek eU0 eU2。 9 ( 1) 如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 2 v B 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v2C 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v2D 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22v
10、 ( 2) 如图所示为一种可用于测量电子电荷量 e 与质量 m比值em的阴极射线管，管内处于真空状态。图中 L 是灯丝，当接上电源时可发射电子。 A 是中央有小圆孔的金属板，当L 和 A 间加上电压时 ( 其电压值比灯丝电压大很多 ) ，电子将被加速并沿图中虚直线所示的路径到达荧光屏 S 上的 O 点，发出荧光。 P1、 P2为两块平行于虚直线的金属板，已知两板间距为 d 。在虚线所示的椭圆形区域内可施加一匀强磁场，已知其磁感应强度为 B ，方向垂直纸面向外。 a 、 b1、 b2、C1、 C2都是固定在管壳上的金属引线。 E1、 E2、 E3是三个电压可调并可读出其电压值的直流电源。 试在图
11、中画出三个电源与阴极射线管的有关引线的连线。 导出计算em的表达式。要求用应测物理量及题给已知量表示。 答案 ( 2) 见解析 em E232 E 2 B 2 d 2 解析 ( 1) 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 12m v2，12eU 12m v 2，则 v 22v ，即速度变为原来的22，D 正确， C 错误。 ( 2) 在 b1、 b2间接 E1作为灯丝的加热电源，对于电源的极性没有要求；在 a 、 b2间接 E2作为加速电压，要求 a接 E2的正极；在 C1、 C2间接 E3作为速度选择器的偏转电压，要求 C2接 E3的正极。具体连线如图所示。 设电子经过 E2加速以后获得的速度为 v ，根据动能定理可得 eE212m v2。 调节 E3使电子在 P1、 P2间不发生偏转，电场力和洛伦兹力平衡，则 eE3d eB v 。 由以上两式得emE232 E2B2d2 。
