1 . 如图所示，有一边长为2L的正方形abcd，内部存在匀强磁场，虚线ef把正方形分成面积相等的上、下两部分，上部磁场磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，下部磁感应强度大小为0.5B，方向垂直纸面向外。P是bc边上的一点，比荷均为的带正电粒子甲、乙先后从P点垂直于bc射入磁场，甲的速率是乙的3倍，甲经过直线ef上的Q点时速度与ef成60°角，此时乙才从P点出发，不计粒子重力。
（1）求粒子甲的速度；
（2）当粒子甲从ad边的M点离开时，粒子乙刚好经过ef下方区域中的N点，求N与直线QM的距离；
（3）当粒子甲从ad边的M点离开后经多长时间粒子乙离开磁场。

2 . 人工核反应是利用加速器加速带电粒子与物质进行相互作用，产生多种带电的和不带电的次级粒子的过程。如图所示，加速器的核心装置由三部分组成，其中B、D两端接地，中间的为电荷交换室，有很高的电势。加速器的前端安装有离子发生装置A，即粒子源；输出端安装有用于发生核反应的反应靶。离子发生装置产生质量为的负一价离子，由静止开始在加速管中加速到达高压端，进入电荷交换室电子被剥离，变成价的正离子，但速度和质量不发生改变，然后进入另一加速管中继续加速，以获得足够的速度，与反应靶进行核反应。已知电子的带电荷量为，不计所有粒子的重力及电场、磁场的边缘效应。
（1）求离子到达交换室时的速度大小；
（2）求离子在加速器中出射时的动量大小；
（3）核反应生成的各种次级粒子经过束流纯化装置挑选出具有相同速度的某一种目标次级粒子，由点垂直射入一矩形区域内，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，双平行轨道间距为，装有计时装置的荧光屏可以沿轨道平行移动。移动，使荧光屏上的点闪光，此时记录的粒子运动时间为；继续移动，当间距为时，次级粒子在磁场中的运动时间为。求该次级粒子射入磁场的方向（与的夹角）、速度大小及其比荷。

3 . 如图甲所示，水平放置的平行极板、间加如图乙所示的交变电场，时刻，处粒子源水平向右发射速度相同的、两粒子，穿过极板后水平向右垂直进入有竖直边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，粒子恰好不从磁场右边界飞出，、两粒子的运动轨迹交于点，且在处时、速度方向垂直，到左右磁场边界的距离相等，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　）

A．、在电场中运动的时间可能不同

B．、穿过极板的时间可能为的奇数倍

C．、粒子的比荷为

D．、穿过极板竖直方向上的位移大小之比为1:2

4 . 在如图甲所示的平面直角坐标系xOy（其中Ox水平，Oy竖直）内，矩形区域OMNP充满磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场（边界处有磁场），，其中=d，，P点处放置一垂直于x轴的荧光屏，现将质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从OM边的中点A处以某一速度垂直于磁场且沿与y轴负方向夹角为45°的方向射入磁场，不计粒子重力。
（1）求粒子恰好能打在荧光屏上与A等高的点的速度大小；
（2）求粒子能从OM边射出磁场的最大速度及其对应的运动时间。
（3）若规定垂直纸面向外的磁场方向为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示（图中B₀已知），调节磁场的周期，满足，让上述粒子在t=0时刻从坐标原点O沿与x轴正方向成60°角的方向以一定的初速度射入磁场，若粒子恰好垂直打在屏上，求粒子的可能初速度大小及打在光屏上的位置。

5 . 在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（　　）

A．kBL，0°

B．kBL，0°

C．kBL，60°

D．2kBL，60°

6 . 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。平面直角坐标系xOy的第一象限内，存在如图所示范围足够大的有界匀强磁场和有界匀强电场，直线GN为磁场和电场的分界线。其中匀强电场E_I和E_Ⅱ的场强大小相等、方向相反。在y轴左侧存在辐向均匀分布的电场。现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以速度v₀从y轴上M点沿x轴正方向射入匀强电场E_I，离开匀强电场E_I时的速度方向与直线PQ的夹角为60°，经过一段时间从x轴上G点沿x轴正方向离开匀强电场E_Ⅱ并进入匀强磁场，再由N点进入匀强电场E_I，最终从O点沿x轴负方向进入y轴左侧的辐向电场，经过半个圆周运动到达出发点M。已知D、P，M点位于y轴上，G点位于x轴上，F、Q、N点位于直线GN上，直线MN，PQ，DF均平行于x轴，直线GN平行于y轴，，MP=DO=d。忽略带电粒子的重力。求：
（1）匀强电场E_I和E_Ⅱ的场强大小E；
（2）OG的长度L_OG；
（3）粒子从M点出发到第一次返回M点经历的时间t。

7 . 如图所示，纸面内存在半径为的圆形和直角三角形ABC的两匀强磁场（图中均未画出，方向均垂直纸面），AB边长为L，现有一质量为m。电荷量为q的带电粒子从圆形磁场边界上的P点正对圆心O垂直磁场射入，且∠EOP= 60° ，经偏转恰好从D点飞出，并沿DA方向从A点进入三角形区域且恰好不从BC边界射出。已知E、O、D、AB在同一直线上，粒子重力不计。求：
（1）两区域磁感应强度大小的比值；
（2）粒子在两区域运动时间的比值。

8 . 如图，长、宽比为2：1的矩形区域内存在方向垂直于所在平面向外的匀强磁场。从长边中点O沿垂直于边且垂直于磁场的方向，先后以相同的速度发射两个不同的正离子甲和乙，甲从c点射出，乙从b点射出。已知甲的比荷为k，不计离子重力，则乙的比荷为（　　）

A．

B．k

C．

D．

9 . 如图所示，大量质量，电荷量的离子从静止开始经加速电场加速后以的速度通过宽度为的入口垂直进入磁感应强度，方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，入口上方是荧光屏，忽略粒子重力的影响，求：
（1）加速电压的大小；
（2）粒子打在荧光屏上的位置与入口下端的最大距离；
（3）在图中将有离子经过的区域全部涂黑，并求出该区域最窄处的宽度。

10 . 如图所示的两虚线之间有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），粒子发射源S位于两虚线之间的正中央，现由S沿斜向右下方发射一正粒子，粒子的速度与磁场边界的夹角为已知磁感应强度大小为B，粒子的质量和电量大小分别为m、q，两虚线之间的距离为d，磁场水平区域足够长，忽略粒子的重力。求：
（1）如果该粒子不能从虚线2射出而从虚线1离开磁场区域，则粒子的发射速度应满足什么条件？
（2）在题（1）情况下，粒子在磁场中运动的最短时间与最长时间的比值为多少？