测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图如图2所示．设法使某有机化合物的气态分子导人图中所示的容器A中.使它受到电子束轰击.失去一个电子变成为正一价的分子离子．分子离子从狭缝S1以很小的速度进人电压为U的加速电场区加速后.再通过狭缝S2.S3射人磁感应强度为B的匀强磁场.方向垂直于磁场区的界面PQ．最后.分子离子打到感光片上.形成垂直于纸面且平行于狭缝S3的细题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图如图2所示．设法使某有机化合物的气态分子导人图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子．分子离子从狭缝S_１以很小的速度进人电压为U的加速电场区（初速不计）加速后，再通过狭缝S_２、S_３射人磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ．最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S_３的细线．若测得细线到狭缝S_３的距离为d．试推导出分子离子质量m的表达式．

见试题分析
【试题分析】
质谱仪主要用于分析同位素，测定其质量、荷质比和含量比的现代科学仪器．图2为一种简单的质谱仪，主要由离子源、加速电场和偏转磁场组成．若以m、q表示离子的质量和电荷量，用v表示离子从狭缝S_２射出时的速度，对加速电场，由功能关系得

mv²=qU　　　　　　　　　　①
射人磁场后，在洛伦兹力作用下离子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得
qvB=m

　　　　　　　　　　　　②
式中r为离子做圆周运动的半径．
由题意可知感光片上细黑线到S_３缝的距离d=2r，联立①、②式解得
m=

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A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕

B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕

C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕

D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

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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．现利用这种质谱仪对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器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．氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，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氚、氘、氕

B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚

C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚

D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕

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