Question

質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（電量為q，速度可看作為零），經(jīng)加速電場電壓U加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S₁的距離為x，不計離子重力，則下列說法正確的是（　�。�

A．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大

B．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小

C．只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同

D．只要x相同，則離子的比荷一定相同

Answer 1

分析：根據(jù)動能定理求出粒子進入磁場的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出軌道半徑，從而得知x與什么因素有關(guān)．

解答：解：A、根據(jù)動能定理得，qU=

1

2

mv²，得v=

2qU m

．
由qvB=m

v2

r

得，r=

mv

qB

=

1

B

2mU q

．
則x=2r=

2

B

2mU q

．
若離子束是同位素，q相同，x越大對應(yīng)的離子質(zhì)量越大．故A正確，B錯誤．
C、D由x=2r=

2

B

2mU q

知，只要x相同，對應(yīng)的離子的比荷一定相等．故C錯誤，D正確．
故選：AD．

點評：解決本題的關(guān)鍵利用動能定理和牛頓第二定律求出P到S₁的距離，從而得出x與電荷的比荷有關(guān)．