1 . 离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图甲所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区，将氙气电离获得1价正离子；II为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区，被加速后以速度v_M从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图乙所示（从左向右看）。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0<α<）。推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v₀，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e。（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）。下列说法不正确的是（　　）

A．II区的加速电压U=

B．II区离子的加速度大小a=

C．α为时，要取得好的电离效果，射出的电子速率v的范围v0≤v<且B<

D．要取得好的电离效果，射出的电子最大速率vmax与α角的关系

2 . 质谱仪的出现为人们研究同位素提供了帮助，如图所示，粒子发射源S发出的比荷不同的粒子经加速电压U加速后，由狭缝N穿过屏（屏无限大）射入屏下侧半径为R的半圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，半圆的圆心与狭缝N重合，忽略粒子之间的相互作用及粒子的重力。下列说法正确的是（　　）

A．粒子一定带正电

B．粒子的比荷越大，打到屏上时距圆心越远

C．打在屏上距N点范围内的粒子在磁场中运动的时间相等

D．打不到屏上的粒子的比荷一定不超过

3 . 在范围足够大的匀强磁场中，静止在P点的核发生一次β衰变，衰变产生的核与电子恰好在纸面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A．该β衰变过程反映了核中至少含有1个电子

B．电子在磁场中做匀速圆周运动的半径较小

C．电子与核形成的等效电流可能均沿逆时针方向

D．电子第一次回到P点时核也恰好到达P点

4 . 如图所示，第三象限充满磁场，第一、四象限以cm为右边界（右边界上没有磁场），纵向范围足够大；第二象限没有磁场，磁感应强度大小都相同，方向垂直纸面向里，现有一群带正电粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，不计重力的粒子，仅受洛伦兹力在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为cm，设运动周期为T。下列说法正确的是（　　）

A．右边界上有粒子射出的范围为

B．从右边界射出的粒子，在磁场中的最大运动时间为

C．从右边界射出的粒子，在磁场中的最小运动时间为

D．y轴正方向上（左边界）有粒子射出的范围为

5 . 回旋加速器工作原理如图所示，置于真空中的两个半圆形金属盒半径为R，两盒间留有一狭缝接有频率为f的高频交流电，加速电压为U，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。若A处粒子源产生的氘核在狭缝中被加速，不考虑相对论效应和重力的影响，不计粒子在电场中的加速时间。则（　　）

A．氘核离开回旋加速器时的最大速率随加速电压U增大而增大

B．氘核被加速后的最大速度可能超过

C．氘核第n次和第次经过两金属盒间狭缝后的轨道半径之比为

D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能加速粒子

6 . 设回旋加速器中的匀强的磁感应强度为B，粒子的质量为m，所带电荷量为q，刚进入磁场的速度为v₀，回旋加速器的最大半径为R，那么两极间所加的交变电压的周期T和该粒子的最大速度v分别为（　　）

A．T＝，v不超过	B．T＝，v不超过
C．T＝，v不超过	D．T＝，v不超过

7 . 大型强子对撞机是将质子加速后对撞的高能物理设备，如图甲所示，对撞机的主要结构由两个质子束发射器、两个半圆环轨道质子加速器和质子对撞区域组成。半圆环轨道中的电场线是与圆环共圆心的同心圆弧，且到圆心距离相同的位置电场强度大小相等，质子沿圆环轨道中心进入半圆环轨道后，在磁束缚装置作用下沿圆环中心加速运动，最终在对撞区域碰撞。已知质子质量m=1.6×10^-27kg、电荷量e=1.6×10^-19C，半圆环加速轨道中心处到圆心距离R=50m，该处电场强度的大小E=×10⁵V/m。发射器发射出的质子初速度忽略不计。计算时取=10，不考虑质子质量的相对论效应。若某次实验时将右侧加速器和发射器往上平移d=0.2m，平移后对撞区域如图乙所示，质子进入对撞区域时的位置的水平距离D=0.4m，入射点分别为A点和B点，其他装置不变，为了使质子在对撞区域恰好相撞，可以在对撞区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场。不计质子受到的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　）

A．质子在所加磁场中运动的半径为0.5m

B．所加匀强磁场的磁感应强度大小为8T

C．两质子在对撞区域的磁场中各运动，s时相撞

D．若所加匀强磁场为两个直径相同、垂直纸面向里的匀强磁场，则每个圆形磁场的最小面积为m2

9 . 如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为、带电荷量为的小球从A点以速度沿直线运动，与轴负方向成角。在轴与之间的区域Ⅰ内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到上的点，与之间区域Ⅱ内存在宽度为d的竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在点的速度大小为，重力加速度为，，，则下列结论错误的是（　　）

A．区域Ⅱ内匀强电场的场强大小

B．区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小

C．小球从做匀速直线运动，做匀加速直线运动

D．区域Ⅰ内匀强电场的最小场强大小为，方向与轴正方向成角向上

10 . 质谱仪可用于分析同位素，其结构如图所示。一群质量数分别为40和46的正二价钙离子经电场加速后（初速度忽略不计），接着进入匀强磁场中，最后打在底片上，实际加速电压U通常不是恒定值，而是有一定范围，若加速电压取值范围是，两种离子打在底片上的区域恰好不重叠，不计离子的重力和相互作用，则的值约为（　　）

A．0.07

B．0.10

C．0.14

D．0.17