时间:2017-07-27 13:03:15
1、简答题 如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的场强为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。问：（1）为了使位于A处电量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？（2）离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？
参考答案：（1）
（2）
本题解析：（1）离子在加速电场中加速，根据动能定理有
?①? (2分)
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有
?②? (2分)
解得?
?③? (2分)
（2）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
④? (3分)
由②、④式得
?⑤? (2分)
?(1分)
本题难度：简单
2、选择题 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ? ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小
参考答案：ABC
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 如图是质谱仪工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A 1 A 2?．S下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．下列表述正确的是?
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
，与粒子带何种电荷无关
D．带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大
参考答案：ABC
本题解析：进入B0的粒子满足
，知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；
B、假设粒子带正电，则受电场力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故B正确；
C、由
，得
，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故C正确；
D、由，知R越小，荷质比越大；粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子圆周运动的半径越小荷质比越大；故D错误；
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打到底片D上. 
(1)粒子进入磁场时的速率。
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径。
参考答案：
（1）
（2）
本题解析：
（1）粒子在S1区做初速度为零的匀加速直线运动.由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即?
由此可得v=.
（2）粒子做匀速圆周运动所需的向心力是由粒子所受的洛伦兹力提供，即qvB=m
所以粒子的轨道半径为?r=mv/qB=
本题难度：一般
5、选择题 下图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E 。挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有强度为B0的匀强磁场，粒子重力不计。下列表述正确的是（ ? ）
A．质谱仪是测粒子电量的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般