Question

質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖．現(xiàn)利用這種質(zhì)譜儀對氫元素進(jìn)行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素氕、氘、氚的電量之比為1：1：1，質(zhì)量之比為1：2：3，它們最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”．關(guān)于三種同位素進(jìn)入磁場時速度大小的排列順序和a、b、c三條“質(zhì)譜線”的排列順序，下列判斷正確的是（　�。�

A．進(jìn)入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

B．進(jìn)入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚

C．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氕、氘、氚

D．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

Answer 1

分析：根據(jù)qU=

1

2

mv²求出粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場的速度，知道三種粒子進(jìn)入磁場的速度大小關(guān)系，再根據(jù)qvB=m

v2

R

求出R與什么因素有關(guān)，從而得出a、b、c三條“質(zhì)譜線”的排列順序．

解答：解：A、根據(jù)qU=

1

2

mv²得，v=

2qU m

．比荷最大的是氕，最小的是氚，所以進(jìn)入磁場速度從大到小的順序是氕、氘、氚．故A錯誤、B正確．
    C、進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場有qvB=m

v2

R

，
解得：R=

mv

qB

=

1

B

 

2mU  q

，氕比荷最大的，軌道半徑最小，c對應(yīng)的是氕，氚比荷最小，則軌道半徑最大，a對應(yīng)的是氚．故C錯誤，D正確．
故選：BD．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道根據(jù)qU=

1

2

mv²可求出速度，知道速度與比荷有關(guān)，以及知道根據(jù)qvB=m

v2

R

可求出軌道半徑與比荷有關(guān)．