1 . 图示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大小分别为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，其中OP与平板平行。平板S下方有磁感应强度大小为B₀的匀强磁场。不计带电粒子所受的重力，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

2 . 如图所示为某质谱仪的工作原理示意图。初速度为零的质子（不计重力）被加速电压U₁加速后，进入速度选择器（内部存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，两极板间的电压为U₂，间距为d），沿直线运动通过狭缝P，打在可记录粒子位置的胶片A₁A₂上的C点，PC=x，A₁A₂下方匀强磁场的磁感应强度大小为B₀。若B、B₀、d一定，改变U₁、U₂，均可使质子通过狭缝P，则下列图像反映x或U₂随U₁的变化规律可能正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

3 . 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．粒子带负电

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

4 . 如图为某质谱仪的示意图，由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的P₁、P₂、P₃三点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为B₁、B₂，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E，不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则（　　）

A．速度选择器中的电场方向向右，且三种粒子均带正电

B．三种粒子从进入速度选择器到打在MN上速度都不变

C．如果三种粒子的电荷量相等，则打在P1点的粒子质量最大

D．如果三种粒子电荷量均为q，且P1、P3的间距为Δx，则打在P1、P3两点的粒子质量差为

5 . 如图所示为质谱仪的工作原理图，它由加速电场、速度选择器（磁场方向垂直纸面）和偏转磁场构成。四种电荷量相同、质量不同的粒子a，b，c，d由O点处的粒子源竖直向下射入加速电场（粒子a，b，c的初速度相同），四种粒子经过一段时间到达图中不同的位置，粒子的重力以及粒子间的相互作用均不计。则下列说法正确的是（　　）

A．粒子可能带负电

B．速度选择器中磁场的方向垂直纸面向里

C．粒子a的比荷最大

D．粒子c在O点的初速度大于粒子d在O点的初速度

6 . 如图所示，一束带电粒子（不计重力）以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场B（方向垂直纸面，未画出）和匀强电场E组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一垂直纸面向外的匀强磁场，最终打在平板S上的A₁A₂之间。下列说法正确的是（　　）

A．通过狭缝P的粒子带正电

B．磁场B的方向垂直纸面向外

C．打在A1A2上的位置距P越远，粒子的速度越小

D．粒子打在A1A2上的位置距P越远，粒子的比荷（电荷量与质量的比）越大

7 . 如图所示，含有、、的带电粒子束从小孔O₁处射入速度选择器，沿直线O₁O₂运动的粒子在小孔O₂处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P₁、P两点。则（　　）

A．沿直线O1O2运动的粒子速度相等

B．打在P点的粒子是和

C．O2P的长度是O2P1长度的2倍

D．粒子在偏转磁场中运动的时间最长

8 . 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

9 . 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

10 . 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。