课时分层作业 3 洛伦兹力的应用—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册同步检测

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课时分层作业(三)　洛伦兹力的应用

(建议用时：25 分钟)

考点一　显像管

1.如图所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴

极射线将(　　)

A．向外偏转

B．向里偏转

C．向上偏转

D．向下偏转

A　[由右手螺旋定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线

带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外。]

2.显像管的原理示意图如图所示，当没有磁场时电子束打在荧光屏正中的 O点。

安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场

方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由 P点逐渐移动到 Q点，下列磁

场能够使电子束发生上述偏转的是(　　)

A　　　　　 B　　　　C　　　　D

A　[要使电子束打在荧光屏上的位置由 P点逐渐移动到 Q点，需要电子在洛伦兹

力作用下向下运动，P到O过程中洛伦兹力向上，O到Q过程中洛伦兹力向下，根据

左手定则知，能够使电子束发生上述偏转的磁场是 A。]

考点二　质谱仪

3．质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图。设想有一个静止的带

电粒子 P(不计重力)，经电压为 U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为 B的匀强磁场

中，最后打到底片上的 D点，设 OD＝x，则图中能正确反映 x2与U之间函数关系的是

(　　)

A　　　　B　　　　C　　　　D

A　[根据动能定理 qU＝mv2得v＝。粒子在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力

qvB＝m，则 R＝，又 x＝2R，联立以上各式得 x＝，知 x2∝U，故 A正确，B、C、D

错误。]

4.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，离子源 S产生一个质量为 m，电荷量为 q的正离子，离子产生出来时的速度很小，

可以看作是静止的，离子产生出来后经过电压 U加速，进入磁感应强度为 B的匀强磁

场，沿着半圆运动而达到记录它的照相底片 P上，测得它在 P上的位置到入口处 S1的

距离为 x，则下列说法正确的是(　　)

A．若某离子经上述装置后，测得它在 P上的位置到入口处 S1的距离大于 x，则说

明离子的质量一定变大

B．若某离子经上述装置后，测得它在 P上的位置到入口处 S1的距离大于 x，则说

明加速电压 U一定变大

C．若某离子经上述装置后，测得它在 P上的位置到入口处 S1的距离大于 x，则说

明磁感应强度 B一定变大

D．若某离子经上述装置后，测得它在 P上的位置到入口处 S1的距离大于 x，则说

明离子所带电荷量 q可能变小

D　[由qU＝mv2，得 v＝，x＝2R，所以 R＝＝，x＝＝＝，可以看出，x变大，可

能是因为 m变大、U变大、q变小或 B变小，故只有 D对。]

5．质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子

(不计重力，初速度为 0)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后

利用相关规律计算出带电粒子质量。其工作原理如图所示。虚线为某粒子运动轨迹，

由图可知(　　)

A．此粒子带负电

B．下极板 S2比上极板 S1电势高

C．若只减小加速电压 U，则半径 r变大

D．若只减小入射粒子的质量，则半径 r变小

D　[由粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则可知，该粒子带正电，故 A错误；

带正电粒子经过电场加速，则下极板 S2比上极板 S1电势低，故 B错误；根据动能定理

得qU＝mv2，又由 qvB＝m得r＝。若只减小加速电压 U，则半径 r减小，故 C错误；

若只减小粒子的质量，则半径减小，故 D正确。]

6．(多选)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。速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的场强分别为

B和E。平板 S上有可让粒子通过的狭缝 P和记录粒子位置的胶片 A1A2。平板 S下方有

磁感应强度为 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外

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

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