质谱仪的出现为人们研究同位素提供了帮助,如图所示,粒子发射源S发出的比荷不同的粒子经加速电压U加速后,由狭缝N穿过屏(屏无限大)射入屏下侧半径为R的半圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,半圆的圆心与狭缝N重合,忽略粒子之间的相互作用及粒子的重力。下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电 |
B.粒子的比荷越大,打到屏上时距圆心越远 |
C.打在屏上距N点范围内的粒子在磁场中运动的时间相等 |
D.打不到屏上的粒子的比荷一定不超过 |
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(已下线)《2021届高考物理三轮复习专题集训》电场和磁场综合应用(B)
更新时间:2021-03-02 19:17:51
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【知识点】 基于加速电场的质谱仪
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【推荐1】如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的、处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则( )
A.a的质量一定大于b的质量 |
B.a的电荷量一定大于b的电荷量 |
C.在磁场中a运动的时间大于b运动的时间 |
D.a的比荷()大于b的比荷() |
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【推荐2】质谱仪可用于分析同位素,其结构如图所示。一群质量数分别为40和46的正二价钙离子经电场加速后(初速度忽略不计),接着进入匀强磁场中,最后打在底片上,实际加速电压U通常不是恒定值,而是有一定范围,若加速电压取值范围是,两种离子打在底片上的区域恰好不重叠,不计离子的重力和相互作用,则的值约为( )
A.0.07 | B.0.10 | C.0.14 | D.0.17 |
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【推荐3】如图所示为一种质谱仪的示意图,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,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、方向垂直于纸面向外。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。下列说法不正确 的是( )
A.极板M比极板N的电势高 |
B.加速电场的电压 |
C. |
D.若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点,则该群粒子具有相同的比荷 |
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