质谱仪
共880题

质谱仪
共880题

热门试卷

题型：多选题

多选题

如图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．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E（类似在O点的点电荷的电场），磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（　　）

A粒子一定带负电

B加速电场的电压U=ER

C直径PQ=

D若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷

正确答案

B,D

解析

解：A、粒子进入静电分析器后在电场力作用下偏转，故可知粒子带正电，极板M比极板N电势高才能使粒子加速，故A正确．

B、对于加速过程，有qU=mv2，在静电分析器中，由电场力充当向心力，则有 Eq=m ，由上两式可知U=ER，故B正确．

C、在磁分析器中粒子由P到Q，直径 PQ=2R′==，故C错误．

D、若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点说明运动的直径相同，由于磁场，电场与静电分析器的半径不变，则该群离子具有相同的比荷，由上式可知．故D正确．

故选：BD．

题型：简答题

简答题

如图为质谱仪的工作原理图，带电粒子被加速电场加速后先进入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，其电场强度为E，磁感应强度为B），再穿过平板S上的狭缝P进入磁感应强度为B0的偏转磁场，最后打在胶片A1A2上．

（1）粒子带何种电荷？

（2）速度选择器中的磁场B的方向如何？

（3）能通过狭缝P的带电粒子的速率？

（4）在磁场B0中，粒子打在胶片上的位置离狭缝P距离为d，求粒子的荷质比．

正确答案

解：（1）、粒子垂直磁场向下进入磁场，根据左手定则可知，粒子带正电，

（2）、粒子带正电，则受电场力向右，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，

（3）、由qE=qvB，得v=，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，

（4）、由===，知R越小，荷质比越大，

答：（1）粒子带正电荷；

（2）速度选择器中的磁场B的方向垂直向外；

（3）能通过狭缝P的带电粒子的速率；

（4）粒子的荷质比．

解析

解：（1）、粒子垂直磁场向下进入磁场，根据左手定则可知，粒子带正电，

（2）、粒子带正电，则受电场力向右，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，

（3）、由qE=qvB，得v=，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，

（4）、由===，知R越小，荷质比越大，

答：（1）粒子带正电荷；

（2）速度选择器中的磁场B的方向垂直向外；

（3）能通过狭缝P的带电粒子的速率；

（4）粒子的荷质比．

题型：单选题

单选题

回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．下列关于回旋加速器说法正确的是（　　）

A带电粒子从磁场获得能量

B增大匀强电场，粒子射出时速度越大

C增大匀强磁场，粒子射出时速度越大

D因为洛伦兹力不做功，粒子射出时的速度与磁场无关

正确答案

解析

解：A、由于洛伦兹力与速度垂直，故不做功，故带电粒子不能从磁场获得能量，故A错误；

B、C、D、由qvB=m得，v=，则最大动能EK=mv2=；

可知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关；

增大匀强电场，粒子射出时速度不变；故B错误；

增大匀强磁场，粒子射出时速度越大；故C正确，D错误；

故选：C．

题型：多选题

多选题

（2015秋•临汾校级期末）如图所示，已知回旋加速器的匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，加在两D形金属盒间电压为U．一个电荷量为q，质量为m的带电粒子在回旋加速器的中心从速度为0开始加速，当它离开回旋加速器时的动能为Ek．要使该粒子离开回旋加速器时的动能大于Ek，则下列方法中正确的是（　　）

A只增大两D形金属盒间的电压U

B只增大狭缝间的距离d

C只增大匀强磁场的磁感应强度B

D只增大D形金属盒的半径R

正确答案

C,D

解析

解：由qvB=m，解得：v=．则动能为：EK=mv2=，

由此可知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能．故AB错误，CD正确．

故选：CD．

题型：多选题

多选题

如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，磁感应强度为B，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，且电场可视为间距为d的匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出，为了增大能量E，下列说法正确的是（　　）

A增大加速电场间的加速电压U

B减小狭缝间的距离d

C增大磁场的磁感应强度B

D增大D形金属盒的半径R

正确答案

C,D

解析

解：根据qvB=m得，粒子的最大速度v=，则最大动能EKm=mv2=．增大D形盒的半径，则质子的能量增大．最大能量与加速电压的大小无关．故CD正确，AB错误．

故选：CD．

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