2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-质谱仪专题（含解析）

质谱仪专题 一、单选题 1. 如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子以不同初速度不计重力被加速电场加速后，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平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场．下列表述正确的是    A. 进入磁场的粒子，在该磁场中运动时间均相等 B. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 2. 如图所示，一束含有、的带电粒子束从小孔处射入速度选择器，其中沿直线运动的粒子在小孔处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在、两点，不计粒子间的相互作用。则 A. 打在点的粒子是 B. 的长度是长度的2倍 C. 粒子与粒子在偏转磁场中运动的时间之比为 D. 粒子与粒子在偏转磁场中运动的时间之比为 3. 质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子可认为初速度为零，从狭缝进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场。现在MN上的F点图中未画出接收到该粒子，且。则该粒子的比荷为粒子的重力忽略不计 A. B. C. D. 4. 带电量相同、质量不同的粒子从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零．加速后的粒子经过沿着磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，如图所示．运动过程中粒子之间的相互作用忽略不计，下列说法正确的是 A. 这些粒子经过时的动能相同 B. 这些粒子经过时的速率相同 C. 这些粒子在磁场中运动的轨迹圆半径与质量成正比 D. 这些粒子在磁场中运动的时间与质量成反比 5. 图示装置叫质谱仪，最初是由阿斯顿设计的，是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。其工作原理如下：一个质量为m、电荷量为q的离子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上。不计离子重力。则 A. 离子进入磁场时的速率为 B. 离子在磁场中运动的轨道半径为 C. 离子在磁场中运动的轨道半径为 D. 若a、b是两种同位素的原子核，从底片上获知a、b在磁场中运动轨迹的直径之比是：1，则a、b的质量之比为：1 6. 如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力。下列说法正确的是    A. 从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等 B. 从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等 C. 打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等 D. 打到胶片上位置距离O点越远的粒子，比荷越大 7. 如图所示为质谱仪的原理示意图，现让某束离子可能含有多种离子从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场。经电场加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在核乳胶片上形成a、b两条“质谱线”，则下列判断正确的是 A. a、b谱线的对应离子均带负电 B. a谱线的对应离子的质量较大 C. b谱线的对应离子的质量较大 D. a谱线的对应离子的比荷较大 8. 如图是质谱仪的原理图。将一束速度相同的粒子由左端平行极板射入质谱仪，粒子沿直线穿过电场E和磁场的复合场后进入磁场中，打在胶片上分成三束，其运动轨迹如图所示。下列说法正确的是 A. 该束粒子一定带负电 B. 电场E的方向垂直极板向上 C. 在中运动半径最小的粒子，质量最大 D. 在中运动半径最大的粒子，比荷最小 二、多选题 9. 若一束带电粒子不计重力由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中错误的是 A. 该束粒子带正电 B. 极板P带正电 C. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 D. 在磁场中运动半径越大的粒子，速度越大 10. 速度相同的一束粒子由左端射入某仪器后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是 11. A. 该束带电粒子带负电 B. 极板带正电 C. 带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 12. 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