高中物理（人教版选修3-5）练习题全册【打包下载】.rar

第十八章　原子结构
训练1　电子的发现

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比荷大
D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小
2．如图1所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则 (　　)

图1
A．导线中的电流由A流向B
B．导线中的电流由B流向A
C．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流 方向来实现
D．电子的径迹与AB中电流的方向无关
3．下列说法正确的是 (　　)
A．电子是原子核的组成部分
B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的
C．电子电荷量的数值约为1.602×10－19 C
D．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷

4．如图2是阴极射线管示意图．接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，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2
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
5．图3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 小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是 (　　)

图3
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v2
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v2
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22v
6．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，两线圈大小相同，线圈之间距离d正好等于圆形 线圈的半径R，如图4所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点O附近产生近似匀强磁场，且该匀强磁场的磁感应强度与线圈中的电流成正比，即B＝kI.电子枪将灯丝溢出的电子经电压为U的电场加速后，垂直射入上述匀强磁场中，测得电子做匀速圆周运动的半径为r，试求电子的比荷．

图4
7．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量． 某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图5所示．

图5
(1)他们的 主要实验步骤如下：
A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，射出的电子
从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；
B．在M1、M2两极板间 加合适的电场：加上极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使
荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此
时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么？
C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光
屏正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？
(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2d2.一位同学说，这表明电子的比荷将由外加电 压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？

8．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图6所示．电子流平行于极板射入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和垂直纸面向里 的匀强磁场B时，电子流不发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流穿出平行板电容器时的偏向角θ＝115 rad.已知极板长L＝3.0×10－2 m，电场强度大小为E＝1.5×104 V/m，磁感应强度大小为B＝5.0×10－4 T．求电子的比荷．

图6

答案
1．AC　2．BC　3．BC　4．B　5．D　
6.2UkIr2
7．见解析
解析　依据运动的带电粒子在电场中受电场力和在磁场中受洛伦兹力，两者平衡列方程求比荷．
(1)B中荧光屏上恰好看不到亮点说明电子刚好落在正极板的近荧光屏的边缘，目的是利用极板间的距离d表示比荷qm.C中由于要求洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知磁场方向垂直电场方向向外(垂直于纸面向外)．
(2)不正确，电子的比荷qm是电子的固有参数，与测量所加U、B以及极板间距离d无 关．
8．1.3×1011 C/kg