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.经加速电场(加速电场极板间的距离为d.电势差为U)加速.然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动.最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x.(1)求该离子的荷质比．(2)若离子源产生的是带电量为q.质题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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（8分）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(速度可看作为零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S₁之间的距离为x。

(1)求该离子的荷质比

．
(2)若离子源产生的是带电量为q、质量为m₁和m₂的同位素离子(m₁>m₂)，它们分别到达照相底片上的P₁、P₂位置(图中末画出)，求P₁、P₂间的距离△x。

（1）

(2)

试题分析：(1)离子在电场中加速，由动能定理得

①
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：

②
由①②式可得：

④
(2)由①②式可得粒子m₁在磁场中的运动半径是r₁，则：

⑤
对离子m₂，同理得

⑥
∴照相底片上P₁、P₂间的距离：

⑦

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如图所示，在虚线所包围的圆形区域内，有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些粒子在磁场里运动的过程中，下列结论中正确的是（　　）

A．运动时间越长的，其轨迹越长

B．运动时间越短的，射出磁场的速率越小

C．在磁场中偏转越小的，运动时间越短

D．所有质子在磁场里运动时间均相等

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（1）区域Ⅰ和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E₁、E₂的大小？
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（3）微粒从P运动到Q的时间有多长？

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关于回旋粒子加速器，下列说法正确的是（　　）
①加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
②加速器的半径越大粒子从加速器射出时能量越大
⑨加速电场的电压越大粒子从加速器射出时能量越大
④加速器中的磁感强度越大粒子从加速器射出时能量越大．

A．①②

B．①③

C．②③

D．②④

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A．甲、乙、丙、丁	B．甲、丁、乙、丙
C．丙、丁、乙、甲	D．甲、乙、丁、丙

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B．在E_k-t图中应有t₄-t₃=t₃-t₂=t₂-t₁

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