质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备,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(速度可视为零),经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的P点.设P到S1的距离为x,则( )A. 若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越小B. 若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越大C. 只要x相同,对应的离子质量一定相同D. 只要x相同,对应的离子的比荷一定相等
问题描述:
质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备,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(速度可视为零),经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的P点.设P到S1的距离为x,则( )
A. 若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越小
B. 若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越大
C. 只要x相同,对应的离子质量一定相同
D. 只要x相同,对应的离子的比荷一定相等
答
A、根据动能定理得,qU=12mv2,得v=2qUm.由qvB=mv2r得,r=mvqB=1B2mUq.x=2r=2B2mUq.若粒子束是同位素,x越大对应的离子质量越大.故A错误,B正确. C、x=2r=2B2mUq,知只要x相同,对应的离子的比...
答案解析: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.
考试点:质谱仪和回旋加速器的工作原理.
知识点:解决本题的关键利用动能定理和牛顿第二定律求出P到S1的距离,从而得出x与电荷的比荷有关.