“4翼”检测评价（4） 带电粒子在磁场、复合场中的运动（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（四） 带电粒子在磁场、复合场中的运动 A组—重基础·体现综合 1.如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变(　 ) A．粒子速度的大小 B．粒子所带的电荷量 C．电场强度 D．磁感应强度 解析：选B　带电粒子在电场和磁场中做匀速直线运动，由平衡条件知qE＝qvB，可以看出带电粒子在电场和磁场中运动时，电场强度、磁感应强度以及带电粒子速度的大小均能影响粒子的运动轨迹，而粒子所带的电荷量不影响运动轨迹，A、C、D错误，B正确。 2.如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的(　 ) A．速率 B．质量 C．电荷量 D．动能 解析：选A　离子束在区域Ⅰ中不偏转，一定是qE＝qvB，v＝，它们具有相同的速率，A正确；进入区域Ⅱ后，做匀速圆周运动的半径相同，由r＝知，因v、B相同，只能是比荷相同，B、C、D错误。 3.如图所示，a、b是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，右边的磁感应强度大小是左边的磁感应强度大小的2倍。某正离子以一速度从a点垂直磁场边界向左射出，不计重力，则它在磁场中的运动轨迹是图中的(　 ) 解析：选D　根据左手定则可知，离子进入左边的磁场后受到竖直向下的洛伦兹力，从而向下偏转做半个周期的匀速圆周运动，然后进入右边的磁场，在右边的磁场中受到向下的洛伦兹力，也向下偏转做半个周期的匀速圆周运动，因为离子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，有qvB＝m，所以离子做圆周运动的轨迹半径为r＝，因为右边的磁感应强度大小是左边的磁感应强度大小的2倍，所以离子在右边运动的轨迹半径是左边的，D正确。 4.(多选)如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是(　 ) A．Ga最大 B．Gb最大 C．Gc最大 D．Gb最小 解析：选CD　a、b、c三油滴均处于平衡状态，a油滴受到重力和向上的电场力，a带负电且有Eq＝Ga　①，由a、b、c带有等量同种电荷可知三油滴均带负电荷，b油滴受到重力、向上的电场力及向下的洛伦兹力，有Eq＝Gb＋qvbB　②，c油滴受到重力、向上的电场力及向上的洛伦兹力，则Eq＋qvcB＝Gc　③，由①②③三式比较可得出Gc＞Ga＞Gb，故选项C、D正确。 5．(2023·宁德高二检测)比荷为的电子以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，如图所示。为使电子从BC边穿出磁场，磁感应强度B的取值范围为(　 ) A．B＞ B．B＜ C．B＞ D．B＜ 解析：选B　根据洛伦兹力提供向心力，有Bev0＝m，解得：B＝，磁感应强度越小，半径越大；电子恰好从BC边飞出时，运动轨迹与BC边相切，其轨迹如图所示，根据几何关系，得到半径为R＝a，故B＝，电子从BC边穿出时，半径更大，故B<时，电子从BC边穿出，故选项B正确。 6.(2022·厦门高二检测)如图所示，一束质量、速度和电荷量不同的正粒子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，结果发现有些粒子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些不偏转的粒子进入另一匀强磁场中，发现这些粒子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的粒子，可以得出结论(　 ) A．它们的动能一定各不相同 B．它们的电荷量一定各不相同 C．它们的质量一定各不相同 D．它们的电荷量和质量之比一定各不相同 解析：选D　因为粒子进入电场和磁场正交区域时，不发生偏转，说明粒子所受静电力和洛伦兹力平衡，可得qvB＝qE，解得相应的粒子速度为：v＝，所以进入第二个匀强磁场时，粒子具有相同的速度，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB′＝m，解得：r＝，由于粒子又分裂成几束，也就是粒子做匀速圆周运动的半径r不同，根据r＝可知，粒子能分裂成几束的粒子的不同，而质量m、电荷量q可能相同也可能不同，动能也可能相同，D正确，A、B、C错误。 7.(多选)如图所示，直线MN与水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为q(q>0)的同种粒子，所有粒子均能通过MN上的b点，已知ab＝L，则粒子的速度可能是(　 )