2025届高考物理二轮专题复习与测试专题强化练九带电粒子在复合场中的运动.docVIP

专题强化练（九）带电粒子在复合场中的运动

1．(多选)(2024·广州市二模)如图，无初速度的eq\o\al(4,2)He经加速电场加速后，沿水平虚线进入速度选择器，打到右侧荧光屏上O点。若无初速度的eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H经同一加速电场加速，进入速度选择器，最后打到右侧荧光屏上，则(BC)

A．eq\o\al(1,1)H打到O点 B．eq\o\al(2,1)H打到O点

C．eq\o\al(1,1)H打到O点下方 D．eq\o\al(2,1)H打到O点上方

解析：在加速电场中，根据动能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(\f(2qU,m))，eq\o\al(4,2)He经加速电场加速后，沿水平虚线进入速度选择器，打到右侧荧光屏上的O点，则qvB＝qE，可得v＝eq\f(E,B)，eq\o\al(2,1)H的荷质比等于eq\o\al(4,2)He的荷质比，故eq\o\al(2,1)H离开加速电场时的速度等于eq\o\al(4,2)He离开加速电场时的速度，等于eq\f(E,B)，故eq\o\al(2,1)H打到O点，eq\o\al(1,1)H的荷质比大于eq\o\al(4,2)He的荷质比，故eq\o\al(2,1)H离开加速电场时的速度大于eq\o\al(4,2)He离开加速电场时的速度，大于eq\f(E,B)，在速度选择器中，eq\o\al(1,1)H受到的洛伦兹力大于电场力，eq\o\al(1,1)H打到O点下方。

2.(多选)电磁血流计是医生测量血管中血液流速的装置。如图所示，某段血管处于磁感应强度为B的匀强磁场中，血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动时(方向如图)，M、N两点间会有微小的电势差，则下列说法正确的是(AD)

A．M点的电势低于N点的电势

B．正、负离子所受洛伦兹力方向相同

C．血流计理论上可以测量任何液体的流速

D．血液流速越大，M、N两点间电势差越大

解析：由左手定则可知正离子向下偏转，负离子向上偏转，可知M点的电势低于N点的电势，故A正确；根据A选项分析可知正、负离子所受洛伦兹力方向相反，故B错误；根据血流计原理可知只有液体中有带电粒子血流计才可以测流速，故C错误；正、负离子达到稳定状态时，离子所受的洛伦兹力与电场力平衡有qvB＝qeq\f(U,d)，可得M、N两点间电势差U＝Bdv，可知血液流速越大，M、N两点间电势差越大，故D正确。

3．一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过竖直挡板MN上的小孔O，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直于纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是(A)

A．垂直于纸面向里，甲的比荷最大

B．垂直于纸面向里，丙的比荷最大

C．垂直于纸面向外，丙的比荷最大

D．垂直于纸面向外，丁的比荷最大

解析：由题图可知甲、乙粒子向上偏转，根据左手定则可知甲、乙粒子带正电，所以甲、乙粒子在速度选择器中所受电场力向下，则所受洛伦兹力向上，所以速度选择器两极板间磁场方向垂直于纸面向里；设粒子在磁场中运动的半径为R，根据牛顿第二定律有qvB＝meq\f(v2,R)，解得R＝eq\f(mv,Bq)，易知四种粒子的速度大小相同，满足qvB＝qE，所以R越小，比荷越大，所以甲的比荷最大。综上所述可知A正确。

4.(2024·湛江市二模)核废水中包含了具有放射性的碘的同位素131I，利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量相同的131I和127I以相同的速度从O点进入速度选择器(速度选择器中的电场方向水平向右、磁场的磁感应强度为B1)后，再进入偏转磁场(磁感应强度为B2)，最后打在照相底片的c、d两点，不计各种粒子受到的重力。下列说法正确的是(C)

A．B1垂直于纸面向里，131I和127I在偏转磁场中的轨道半径之比为127∶131

B．B1垂直于纸面向里，131I和127I在偏转磁场中的轨道半径之比为eq\r(127)：eq\r(131)

C．B1垂直于纸面向外，131I和127I在偏转磁场中的轨道半径之比为131∶127

D．B1垂直于纸面向外，131I和127I在偏转磁场中的轨道半径之比为eq\r(131)∶eq\r(127)

解析：在速度选择器中，粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡，根据左手定则可知B1的方向垂直于纸面向外，A、B错误；设碘131和碘127的电荷量为q，质量分别为m1、m2