质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图为质谱仪原理示意图。现利用这种质谱议对氢元素进行测量。氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成c三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（ ）

试卷相关题目

• 1如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图。速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙<m丙=m丁，v甲<v乙=v丙<v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（   ）

  A.甲、乙、丙、丁

  B.甲、丁、乙、丙

  C.丙、丁、乙、甲

  D.甲、乙、丁、丙

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• 2回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，设粒子初速度为零，加速电压为U，加速过程中不考虑重力作用和相对论效应。下列说法正确的是（   ）

  A.粒子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，盒中相邻轨道的半径之差减小

  B.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为

  C.粒子能获得的最大动能跟加速器磁感应强度无关

  D.加速电压越大粒子能获得的最大动能越大

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• 31930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（  ）

  A.离子由加速器的中心附近进入加速器

  B.离子由加速器的边缘进入加速器

  C.离子从磁场中获得能量

  D.离子从电场中获得能量

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• 4如图，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时并被加速，且电场可视为匀强电场。质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出，下列说法正确的是(   )

  A.D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的能量E将越大

  B.磁感应强度B不变，若加速电压U不变，D形盒半径R越大、质子的能量E将越大

  C.D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高,质子的在加速器中的运动时间将越长

  D.D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越短

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• 5如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是(   )

  A.在Ek—t图中应有t4一t3＝t3一t2=t2—t1

  B.高频电源的变化周期应该等于tn一tn-1

  C.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大

  D.要想粒子获得的最大动能越大，则要求D形盒的面积也越大

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• 6如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。

  A.B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径R不变。（设极板间距远小于R）下列说法正确的是（ ）A.粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行n圈后回到A板时获得的总动能为2nqU

  B.粒子在绕行的整个过程中，每一圈的运动时间不变

  C.为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场的磁感应强度大小必须周期性递减

  D.粒子绕行第n圈时的磁感应强度为

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