“4翼”检测评价（3） 洛伦兹力的应用（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

“四翼”检测评价（三） 洛伦兹力的应用 A组—重基础·体现综合 1.如图所示，显像管中有一个电子枪，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击就能发光。在偏转区有垂直于纸面的磁场B1和平行纸面上下的磁场B2，就是靠这样的磁场来使电子束偏转，使整个荧光屏发光。经检测仅有一处故障：磁场B1不存在，则荧光屏上(　 ) A．不亮　　　　　　 B．仅有一个中心亮点 C．仅有一条水平亮线 D．仅有一条竖直亮线 解析：选C　由题图可知，电子运动的方向向右。当磁场B1不存在，只存在平行纸面上下的磁场B2时，根据左手定则可知，电子只受磁场B2垂直于纸面向里或垂直于纸面向外的洛伦兹力的作用，则电子打在荧光屏上的点是沿水平方向的线，则荧光屏上仅有一条水平亮线。故C正确，A、B、D错误。 2.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。粒子源S发出各种不同的正粒子束，粒子从S出来时速度很小，可以看作初速度为零，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示)，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x。则以下说法正确的是(　 ) A．若粒子束不是同位素，则x越大，正粒子的质量一定越大 B．若粒子束是同位素，则x越大，质量一定越小 C．只要x相同，则正粒子的质量一定相同 D．只要x相同，则正粒子的比荷一定相同 解析：选D　粒子在加速电场被加速，有qU＝mv2，然后粒子进入磁场中偏转，其轨道为半圆，故有＝。由以上二式可解得：m＝。若粒子束为同位素，q相同，则x越大，m越大；若x相同，则粒子束比荷一定相同。D正确。 3．(多选)用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法(　 ) A．将其磁感应强度增大为原来的2倍 B．将其磁感应强度增大为原来的4倍 C．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍 D．将D形金属盒的半径增大为原来的4倍 解析：选AC　由R＝及Ek＝mv2，得Ek＝，将其磁感应强度增大为原来的2倍，或将D形金属盒的半径增大为原来的2倍，都可使质子获得的动能增加为原来的4倍，A、C正确。 4.如图所示是速度选择器的原理图，已知电场强度为E、磁感应强度为B并相互垂直分布，某一带电粒子(重力不计)沿图中虚线水平通过。则该带电粒子(　 ) A．一定带正电荷 B．速度大小为 C．可能沿QP方向运动 D．若沿PQ方向运动的速度大于，将一定向下极板偏转 解析：选B　粒子从左射入时，不论带正电荷还是负电荷，静电力大小为qE，洛伦兹力大小为F＝qvB＝qE，两个力平衡，可得速度v＝，粒子做匀速直线运动，A错误，B正确；此粒子从右端沿虚线方向进入时，静电力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，C错误；若速度v＞，则粒子受到的洛伦兹力大于静电力，使粒子偏转，只有当粒子带负电荷时粒子向下偏转，D错误。 5.质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要仪器。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是边界与直线MN相切，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，半径为R的圆形匀强磁场。现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且lGF＝R。则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)(　 ) A. B． C. D． 解析：选C　设粒子被加速后获得的速度为v，由动能定理有qU＝mv2，据题意，画出粒子偏转磁场中的运动轨迹如图所示(若粒子带正电)，由几何关系知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝，又qvB＝m，可求＝，选项C正确。 6.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。挡板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是(　 ) A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 解析：选A　粒子在速度选择器中做匀速直线运动，有qE＝qvB，解得v＝。进入偏转磁场后，有qvB0＝m，解得r＝＝，知r越小，比荷越大。同位素电量相等，质量不同，则偏转半径不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工具，A正确，C、D错误；因为电荷所受静电力与洛伦兹力平衡，根据左手定则知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故B错误。 7.如图所示，平行金属板M、N之间的距离为d，其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，有带电荷量相同的正、负离子组成的等离子束，以速度v沿着水平方向由左端连续射入，电容器的电容为C，当S