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.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( )①若离子束是同位素.则x越大对应的离子质量越小②若离子束是同位素.则x越大对应的离子质量越大③只要x相同.对应的离子质量一定相同④� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

9．

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（　　）
①若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小
②若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大
③只要x相同，对应的离子质量一定相同
④只要x相同，对应的离子的比荷一定相等．

A．

①②

B．

②④

C．

①③

D．

③④

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．

解答解：①②根据动能定理得，qU=$\frac{1}{2}$mv²，得v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$．
由qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$ 得，r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$；
而x=2r=$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$．
若粒子束是同位素，x越大对应的离子质量越大．故①错误，②正确．
③④、x=2r=$\frac{2}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$，知只要x相同，对应的离子的比荷一定相等，而质量不一定相等．故③错误，④正确．
故选：B．

点评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．

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19．某同学用如图所示的实验装置来做“探究合外力做功与速度关系”实验．若用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．

（1）实验时是否要控制小桶与砝码的质量m要远远小于小车的质量M？否．（填“是”或“否”）
（2）在平衡摩擦力时，具体操作为将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，即通过两个光电门的时间相等．
（3）把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与砝码桶（内有砝码）相连；接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率v_A、v_B；改变所挂砝码的质量，重复上述操作．以拉力F为横坐标，以$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2}$为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的$\frac{{{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}}{2}$-F关系图线．根据图线可得出的实验结论为合外力做的功等于物体动能的变化量；若L已知，根据图线可以求出小车的质量M为$\frac{Lb}{a}$．

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20．

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A．

B．

C．

10N

D．

20N

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14．

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1．