一、选择题(1～3题为单选题，4～5题为多选题)
1.(2015·沈阳模拟)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量。让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。则下列判断正确的是( )
A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
C.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚
D.a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚
答案：A
解析：氢元素的三种同位素离子均带正电，电荷量大小均为e，经过加速电场，由动能定理有：eU=Ek=mv2，故进入磁场中的动能相同，B项错;且质量越大的离子速度越小，故A项正确;三种离子进入磁场后，洛伦兹力充当向心力，evB=m，解得：R==，可见，质量越大的圆周运动半径越大，D项错;在磁场中运动时间均为半个周期，t==，可见离子质量越大运动时间越长C项错。
2.如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入两水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)( )
A.d随U1变化，d与U2无关
B.d与U1无关，d随U2变化
C.d随U1变化，d随U2变化
D.d与U1无关，d与U2无关
答案：A
解析：设带电粒子刚进入磁场时的速度为v，与水平方向夹角为θ。粒子在磁场中运动过程，qvB=m，R=，M、N两点间距离d=2Rcosθ==。对粒子在加速电场中运动过程：qU=mv，联立可看出d随U1变化，与U2无关。
3.如图所示，在xOy直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域，重力不计，经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直于y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的C点。已知OA=OC=d。则磁感应强度B和电场强度E可表示为( )
A.B=，E= B.B=，E=
C.B=，E= D.B=，E=
答案：B
解析：设带电粒子经电压为U的电场加速后速度为v，则qU=mv2;带电粒子进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，qBv=，依题意可知r=d，联立可解得B=，带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间t从P点到达C点，由d=vt，d= t2，联立可解得E=。故B对。
4.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。如图所示，电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面。不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M点，加磁场后电子束偏转到P点外侧。现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是( )
A.增大加速电压
B.增加偏转磁场的磁感应强度
C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些
D.将圆形磁场的半径增大些
答案：AC
解析：若电子束的初速度不为零，则qU=-，v=，轨道半径R=，增大偏转磁场的磁感应强度，轨道半径减小，电子束偏转到P点外侧;增大加速电压，轨道半径增大，电子束偏转回到P点;将圆形磁场区域向屏幕靠近些，电子束偏转回到P点。选项AC正确。5.如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a，θ=45°。现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子，从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A.若h=，则粒子垂直CM射出磁场
B.若h=，则粒子平行于x轴射出磁场
C.若h=，则粒子垂直CM射出磁场
D.若h=，则粒子平行于x轴射出磁场
答案：AD
解析：若h=，由动能定理粒子进入磁场时的速度为：qEh=mv2-0，v==。磁场中做圆周运动的半径R==×=a，则粒子垂直CM从射出磁场，A对，B、C均错;若h=，粒子进入磁场时的速度为：qEh=mv2-0，v==，磁场中半径R==a，则粒子平行于x轴射出磁场，D对。
