质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可看作为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁

质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可看作为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁

题型:不详难度:来源:
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可看作为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片P上,设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x,可以判断(   )
A.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越小
B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越大
C.只要x相同,则离子的荷质比一定相同
D.只要x相同,则离子质量一定相同

答案
BC
解析

试题分析:根据动能定理求出粒子进入磁场的速度,根据牛顿第二定律求出轨道半径,从而得知x与什么因素有关。
AB、离子束经加速电场加速据动能定理有:
粒子垂直进入匀强磁场后,据牛顿第二定律有得:;则若粒子束是同位素,x越大对应的离子质量越大;只要x相同,则离子的荷质比一定相同;故BC正确
故选BC
点评:中等难度。本题关键是由动能定理和牛顿第二定律得出x与粒子比荷的关系。
举一反三
1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是(   )
A.电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋
B.电场和磁场同时用来加速带电粒子
C.在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,则带电粒子获得的动能越大
D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关

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质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要装置,在科学研究中具有重要应用。如图所示是质谱仪工作原理简图,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外。一束电荷量相同但质量不同的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场。结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为x,粒子所带电荷量为q,且不计重力。

求:(1)该束带电粒子的电性和速率?
(2)打在a、b两点的粒子的质量之差?
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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子()和氦核()加速,则下列说法中正确的是(  )
A.质子与氦核所能达到的最大速度之比为l:2
B.质子与氦核所能达到的最大速度之比为2:l
C.加速质子、氦核时交流电的周期之比为2:l
D.加速质子、氦核时交流电的周期之比为l:2

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物理理论成果总要推动社会实践科学的应用和发展,下列实践成果中属于应用了带电粒子在磁场中的偏转原理的是:(       )
A.回旋加速器B.避雷针C.电视显像管D.验电器

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1930年,劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,工作原理示意图如图所示。关于回旋加速器,下列说法正确的是
A.粒子从电场中获得能量
B.交流电的周期随粒子速度的增大而增大
C.要使粒子获得的最大动能增大,可以增大D形盒的半径
D.不改变交流电的频率和磁感应强度B,加速质子的回旋加速器也可以用来加速α粒子

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