质谱议的构造原理如图所示．从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看作初速为零，粒子经过电场加...

质谱议的构造原理如图所示．从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看作初速为零，粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x，则以下说法正确的是

A．粒子一定带正电

B．粒子一定带负电

C．x越大，则粒子的质量与电量之比一定越大

D．x越大，则粒子的质量与电量之比一定越小

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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。粒子源S发出各种不同的正粒子束（粒子重力忽略不计），粒子从S出来时速度很小，可以看做初速度为零，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场（图中线框所示），并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为z，则以下说法正确的是

A. 若粒子束不是同位素，则x越大，正粒子的质量一定越大

B. 若粒子束是同位素，则x越大，质量一定越小

C. 只要x相同，则正粒子的质量一定相同

D. 只要x相同，则正粒子的比荷一定相同

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某探究小组设计了一个质谱仪，其原理如图所示.一束电量均为，质量不同的带负电的粒子，经过电场加速后进入一速度选择器，从点进入一等腰直角三角形的有界磁场中，又从斜边射出.速度选择器中垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为，竖直向下的匀强电场强度为，有界磁场的磁感应强度为，直角边长为，为斜边的中点，两点相距为.求：

（1）带电粒子进入有界磁场的速度大小.

（2）带电粒子质量应满足的条件.

（3）打在斜边上Q点的带电粒子在磁场中运动的时间.

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质谱仪是一种分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。离子源S产生质量为m、电荷量为q的钾离子，离子出来时速度很小，可视为零。离子经过电势差为U的电场加速后，沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，经半圆周到达照相底片上的P点。

(1)求粒子进入磁场时的速度；

(2)求P点到入口S1的距离x；

(3)在实验过程中由于仪器不完善，加速电压在平均值U附近变化U，求需要以多大相对精确度U/U维持加速电压值，才能使钾39、钾41的同位素束在照相底片上不发生覆盖。

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如图所示为质谱仪的工作原理图，初速度忽略不计的带电粒子进入加速电场，经加速电场加速后进人速度选择器，在速度选择器中直线运动后通过平板S的狭缝P点进入平板S下方的偏转磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度大小为B，粒子最终打在胶片A1A2上，粒子打往胶片上的位置离P点距离为L，加速电场两板间的电压为U，速度选择器两板的电场强度大小为E，不计粒子的重力，则下列判断正确的是

A. 速度选择器两板间磁场的方向垂直于纸面向里

B. 平板S下面的偏转磁场方向垂直于纸面向里

C. 粒子经加速电场加速后获得的速度大小为

D. 速度选择器两板间磁场的磁感应强度大小为

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如图所示为质谱仪的构造原理图，它是一种分离和检测不同同位素的重要工具。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。现让待测的不同带电粒子经加速电场后进入速度选择器，速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强磁场和匀强电场（图中未画出），磁感应强度为B，电场强度为E。金属板靠近平板S，在平板S上有可让粒子通过的狭缝P，带电粒子经过速度选择器后，立即从P点沿垂直平板S且垂直于磁场方向的速度进入磁感应强度为B0、并以平板S为边界的有界匀强磁场中，在磁场中偏转后打在记录它的照相底片上，底片厚度可忽略不计，且与平板S重合。根据粒子打在底片上的位置，便可以对它的比荷（电荷量与质量之比）情况进行分析。在下面的讨论中，磁感应强度为B0的匀强磁场区域足够大，空气阻力、带电粒子所受的重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。

（1）带电粒子通过狭缝P时的速度大小v；

（2）不同的带电粒子经加速电场加速后可获得不同的速率，这些粒子进入速度选择器后，要想使通过狭缝P的带电粒子速度大一些，应怎样调整速度选择器的电场强度E和磁感应强度B的大小；

（3）若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子（1H和2H），它们分别打在照相底片上相距为d1的两点；若用这个质谱仪相同条件下再分别观测碳的两种同位素离子（12C和14C），它们分别打在照相底片上相距为d2的两点。请通过计算说明，d1与d2的大小关系；

（4）若氢的两种同位素离子（所带电荷量为e）的质量分别为m1和m2，且已知m1>m2，它们同时从加速电场射出。试分析说明这两种粒子哪一种先到达照相底片，并求出它们到达照相底片上的时间差Δt。

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如图所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源可释放出质量相等、电荷量均为的离子．离子的初速度很小，可忽略不计．离子经、间电压为的电场加速后，从狭缝进入磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，沿着半圆运动到照相底片上的点处，测得到的距离为．求：

（）离子经电压为的电场加速后的动能；

（）离子在磁场中运动时的动量大小；

（）离子的质量．

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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。

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