1 . 某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U₁；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B₁，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为B₂。一质量为m，电荷量为+q的粒子，初速度为0，经粒子加速器加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界MN的方向进入分离器后做匀速圆周运动，打在P点上。忽略粒子所受重力，求
(1)粒子进入速度选择器的速度v；
(2)速度选择器的两极板电压U₂；
(3)OP之间的距离。

2 . 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示。速度选择器中，磁场（方向垂直纸面）与电场正交，磁感强度为，两板间电压为U，两板间距离为d；偏转分离器中，磁感强度为，磁场方向垂直纸面向外。现有一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力），该粒子以某一速度恰能匀速通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，最终打在感光板上。下列说法正确的是（　　）

A．粒子带负电

B．速度选择器中匀强磁场的方向垂直纸面向外

C．带电粒子的速率等于

D．粒子进入分离器后做匀速圆周运动的半径等于

3 . 速度选择器是质谱仪的重要组成部分，它可以将具有某一速度的粒子挑选出来。图中左右两个竖直的金属板分别与电源的负极和正极相连，金属板内部的匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B。一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过速度选择器，然后通过平板S上的狭缝P进入另一磁感应强度为的匀强磁场，最终打在A点上。不计粒子的重力。下列表述正确的是（　　）

A．粒子带负电

B．速度选择器中的磁场方向为垂直于纸面向外

C．能沿直线通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D．所有打在A点的粒子的质量都相同

4 . 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为E，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R₁和R₂的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体，其偏转系统的底面与晶圆所在水平面平行，间距也为L。当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点，x轴垂直纸面向外）。整个系统置于真空中，不计离子重力，打在晶圆上的离子，经过电场和磁场偏转的角度都很小。当α很小时，有，。求：
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷；
(2)偏转系统仅加电场时离子注入晶圆的位置，用坐标(x，y)表示；
(3)偏转系统仅加磁场时离子注入晶圆的位置，用坐标(x，y)表示；
(4)偏转系统同时加上电场和磁场时离子注入晶圆的位置，用坐标(x，y)表示，并说明理由。

5 . 如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B₂的匀强磁场中，偏转后出现的两条轨迹半径之比为R₁∶R₂＝1∶2，则下列说法正确的是（　　）

A．离子的速度之比为1∶1

B．离子的电荷量之比为1∶2

C．离子的质量之比为1∶2

D．离子的比荷为2∶1

6 . 如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，增加电压U即可

B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极

C．图丙是速度选择器，带电粒子（不计重力且只受电场和磁场的作用）能够从右向左沿直线匀速通过速度选择器

D．图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，粒子的比荷越小

7 . 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和匀强电场的强度分别为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A₁A_2.，平板S下方有强度为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．该速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里

C．该速度选择器只能选出一种电性。且速度等于的粒子

D．打在A1处的粒子比打在A2处的粒子的比荷小。

8 . 如图所示，一束电荷量相同的带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场（左侧极板带正电，右侧极板带负电）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强偏转磁场，最终打在、上，下列说法正确的是（　　）

A．粒子带正电

B．速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里

C．所有打在上的粒子，在匀强偏转磁场中的运动时间都相同

D．粒子打在上的位置越远，粒子的质量越大

9 . 如图所示为分析研究同位素的重要工具——质谱仪，其加速电压为U₀，放置感光胶片区域MN＝L，NQ＝L，OM＝L。第一次，在A处使某种离子无初速地飘入加速度电场，从O处垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打在胶片上M处引起感光黑点。第二次，加速电荷量相同、质量分别为m₁和m₂（m₁＜m₂）的两种离子，加速后离子不能完全垂直进入磁场，离子进入磁场的方向与边界法线之间有夹角α。求：
(1)打在M处离子的比荷；
(2)要使原本打在M处离子能打到QN区域所需要的加速电压U；
(3)在胶片上能分开不垂直进入磁场的两种离子，夹角α的最大值。

10 . 如图所示为质谱仪的原理示意图，带电粒子经加速电场加速，经速度选择器沿直线运动刚好从P点垂直偏转磁场边界进入磁场，经磁场偏转打在荧光屏A₁A₂上，若加速电压减小为原来的0.9倍，通过调节速度选择器两板间的电压，粒子仍能从P点射入偏转磁场，则（　　）

A．速度选择器两板间电压减小为原来的0.9倍

B．粒子在偏转磁场中运动的时间减小为原来的0.9倍

C．粒子在偏转磁场中做圆周运动半径减小为原来的0.9倍

D．粒子打在荧光屏上的动能减小为原来的0.9倍