高三物理选择题中等难度题
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,某实验小组利用质谱仪分析某气体原子的组成,让该中性气体分子进入电离室A,在那里被电离成电子和+1价的正离子,这些离子从电离室缝S1飘出(初速度不计),分2次分别进入电场方向相反的加速电场被加速,然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场,观察发现一部分粒子打在底片上的P点。已知缝S2与P之间的距离为x1=2.0cm,另外一部分粒子打在底片上的Q点,已知缝S2与Q点间在沿S2P方向上距离为x2=6.4cm,磁场宽度为d=30cm,质子的质量为mp,假设中子的质量mn=mp,且约为电子质量me的1800倍,即mn=mp=1800me.则:
(1)正离子质量与电子质量之比;
(2)试确定这种气体原子核内核子数。
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质谱仪是一种精密仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成。带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。不计粒子重力。
(1)若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子,求:
a.粒子进入磁场时的速度大小v;
b.粒子在磁场中运动的轨道半径R。
(2)若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核P1、P2,由底片上获知P1、P2在磁场中运动轨迹的直径之比是: 1。求P1、P2的质量之比m1 :m2。
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质谱仪是一种精密仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具图中所示的质谱仪是由加速电场和偏转磁场组成带电粒子从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上不计粒子重力.
若由容器A进入电场的是质量为m、电荷量为q的粒子,求:
粒子进入磁场时的速度大小v;
粒子在磁场中运动的轨道半径
若由容器A进入电场的是互为同位素的两种原子核、,由底片上获知、在磁场中运动轨迹的直径之比是:求、的质量之比:.
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质谱仪是一种测量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,离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束(初速度可视为零),从狭缝S1进入电场,经电压为U的加速电场加速后,再通过狭缝S2从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场。该匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,半径为R,磁场边界与直线MN相切E为切点。离子离开磁场最终到达感光底片MN上,设离子电荷量为g,到达感光底片上的点与E点的距离为x,不计重力,可以判断( )
A. 离子束带负电
B. x越大,则离子的比荷一定越大
C. 到达处的离子在匀强磁场运动时间为
D. 到达处的离子质量为
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质谱仪是一种测量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,离子源A产生电荷量相同而质量不同的离子束(初速度可视为零),从狭缝S1进入电场,经电压为U的加速电场加速后,再通过狭缝S2从小孔垂直MN射入圆形匀强磁场。该匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,半径为R,磁场边界与直线MN相切E为切点。离子离开磁场最终到达感光底片MN上,设离子电荷量为g,到达感光底片上的点与E点的距离为x,不计重力,可以判断( )
A. 离子束带负电
B. x越大,则离子的比荷一定越大
C. 到达处的离子在匀强磁场运动时间为
D. 到达处的离子质量为
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质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具.如图所示,带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中,最后打到照相底片上.现有某种元素的三种同位素的原子核由容器进入质谱仪,最后分别打在底片、、三个位置.不计粒子重力.则打在处的粒子( )
A. 质量最小 B. 比荷最小 C. 动能最小 D. 动量最小
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质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具.如图所示,带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中,最后打到照相底片上.现有某种元素的三种同位素的原子核由容器进入质谱仪,最后分别打在底片、、三个位置.不计粒子重力.则打在处的粒子( )
A. 质量最小 B. 比荷最小 C. 动能最小 D. 动量最小
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质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具。如图所示,带电粒子从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上。现有某种元素的三种同位素的原子核由容器A进入质谱仪,最后分别打在底片P1、P2、P3三个位置。不计粒子重力。则打在P1处的粒子
A.质量最小 B.比荷最小
C.动能最小 D.动量最小
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