高考物理一輪復(fù)習(xí)：磁場(chǎng)-質(zhì)譜儀專項(xiàng)訓(xùn)練卷

學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________…………○…………外…………○…………學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………試卷第=page1212頁(yè)，總=sectionpages11頁(yè)試卷第=page1111頁(yè)，總=sectionpages1111頁(yè)質(zhì)譜儀專項(xiàng)訓(xùn)練卷一、選擇題（題型注釋）1．圖中所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場(chǎng)；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外；膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，最終打到膠片上的某點(diǎn)。粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同，不計(jì)粒子所受重力。下列說(shuō)法中正確的是A．從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等B．從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等C．打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D．打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大2．A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于，與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)D．帶電量相同的粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的質(zhì)量越大3．1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是．A．該束帶電粒子帶正電；B．速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越小D．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大4．速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是A．該束帶電粒子帶正電B．速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C．能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于EB1D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0，粒子的比荷越大5．素的各種同位素從容器A下方的小孔S1進(jìn)入加速電壓為U的加速電場(chǎng)可以認(rèn)為從容器出來(lái)的粒子初速度為零．粒子被加速后從小孔S2進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條質(zhì)譜線．關(guān)于氫的三種同位素進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速率的排列順序和三條譜線的排列順序，下列說(shuō)法中正確的是：A．氘氚B．氘氕C．a(chǎn)bc三條譜線的排列順序是氕氘氚D．a(chǎn)bc三條譜線的排列順序是氘氚氕6．如右圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述正確的是A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小7．如圖有一混合正離子束先后通過(guò)正交電場(chǎng)磁場(chǎng)區(qū)域I和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子束在區(qū)域I中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑又相同，則說(shuō)明這些正子具有相同的()A．速度B．質(zhì)量C．電荷D．比荷8．如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2．平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列說(shuō)法正確的是（）A．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B．能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于B/EC．比荷（q/m）越大的粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫PD．粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到膠片A1A2的時(shí)間為2πm/qB09．質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，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（速度可視為零），經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)．設(shè)P到S1的距離為x，則（）A．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越小B．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大C．只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同D．只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子的比荷一定相等10．物理理論成果總要推動(dòng)社會(huì)實(shí)踐科學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展，下列實(shí)踐成果中屬于應(yīng)用了帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)原理的是：（）A．回旋加速器B．避雷針C．電視顯像管D．驗(yàn)電器【答案】AC11．1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜儀的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是：（）A．該束帶電粒子帶負(fù)電B．速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大D．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷q/m越小12．質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，設(shè)想有一個(gè)靜止的質(zhì)量為m、帶電量為q的帶電粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，帶電粒子打至底片上的P點(diǎn)，設(shè)OP=x，則在圖中能正確反映x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是（）【答案】B13．質(zhì)譜儀是一種測(cè)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(初速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)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，可以判斷（）A．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小B．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大C．只要x相同，則離子的荷質(zhì)比一定相同D．只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同14．質(zhì)譜儀是一種測(cè)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(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)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，可以判斷（）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，則離子的荷質(zhì)比一定相同15．如圖所示為質(zhì)譜儀測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖．速度選擇器（也稱濾速器）中場(chǎng)強(qiáng)E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向垂直紙面向外．在S處有甲、乙、丙、丁四個(gè)一價(jià)正離子垂直于E和B1入射到速度選擇器中，若，，在不計(jì)重力的情況下，則分別打在P1、P2、P3、P4四點(diǎn)的離子分別是（）A．乙甲丙丁 B．甲丁乙丙C．丙丁乙甲 D．丁甲丙乙16．質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，它的構(gòu)造原理如圖示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束（速度可視為零），經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)．設(shè)P到S1的距離為x，則A．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越小B．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大C．只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同D．x相同，對(duì)應(yīng)的離子的比荷可能不相等17．如圖所示，有A、B、C、D四個(gè)離子，它們帶等量的同種電荷，質(zhì)量關(guān)系mA=mB<mC=mD，以不等的速度vA<vB=vC<vD進(jìn)入速度選擇器后，只有兩種離子從速度選擇器中射出，進(jìn)入B2磁場(chǎng)，由此可以判斷A．離子應(yīng)帶負(fù)電B．進(jìn)入B2磁場(chǎng)的離子是C、D離子C．到達(dá)b位置的是C離子D．到達(dá)a位置的是C離子18．質(zhì)譜議的構(gòu)造原理如圖所示．從粒子源S出來(lái)時(shí)的粒子速度很小，可以看作初速為零，粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后進(jìn)入有界的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，并沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而達(dá)到照相底片上的P點(diǎn)，測(cè)得P點(diǎn)到入口的距離為x，則以下說(shuō)法正確的是A．粒子一定帶正電B．粒子一定帶負(fù)電C．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越大D．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越小19．下圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖。帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速（在A點(diǎn)初速度為零）后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后分別打在感光板S上的x1、x2處。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過(guò)的路徑，則A．a(chǎn)的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量B．a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量C．a(chǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．a(chǎn)的比荷大于b的比荷20．二十世紀(jì)初，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室(CavendishLaboratory)的英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓首次制成了聚焦性能較高的質(zhì)譜儀，并用此來(lái)對(duì)許多元素的同位素及其豐度進(jìn)行測(cè)量，從而肯定了同位素的普遍存在?，F(xiàn)速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是A．該束粒子帶負(fù)電B．速度選擇器的P1極板帶正電C．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大D．在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷q/m越小21．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的粒子從容器A下方的小孔S，無(wú)初速度地飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片M上。下列說(shuō)法正確的是：()A．粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率B．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑D．若容器A中的粒子有初速度，則粒子仍將打在照相底片上的同一位置22．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的粒子從容器A下方的小孔S，無(wú)初速度地飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片M上。下列說(shuō)法正確的是：()A．粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率B．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑D．若容器A中的粒子有初速度，則粒子仍將打在照相底片上的同一位置23．質(zhì)譜儀是一種測(cè)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(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)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，則下列判斷正確的是（）A.若離子束是同位素（質(zhì)子數(shù)相同質(zhì)量數(shù)不同），x越大，離子質(zhì)量越小B.若離子的荷質(zhì)比q/m相同，如果加速電壓越大，則x越小C.只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同D.只要x相同，則離子的荷質(zhì)比一定相同24．如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖．帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)的初速度為零)后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后分別打在感光板S上的x1、x2處．圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過(guò)的路徑，則()A．a(chǎn)的質(zhì)量一定小于b的質(zhì)量B．a(chǎn)的電荷量一定大于b的電荷量C．在磁場(chǎng)中a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．a(chǎn)的比荷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qa,ma)))大于b的比荷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qb,mb)))25．質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具,如圖為質(zhì)譜儀原理示意圖．現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無(wú)初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng),加速后垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)時(shí)速度的排列順序和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(chǎng)時(shí)速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕B．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕C．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氘、氚、氕D．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕26．如圖所示為測(cè)定帶電粒子比荷（）的裝置，粒子以一定的初速度進(jìn)入并沿直線通過(guò)速度選擇器，速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度速度選分別為B和E。然后粒子通過(guò)平板S上的狹縫P，進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最終打在能記錄粒子位置的膠片AlA2上。下列表述正確的是 （） A．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 B．能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于 C．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小 D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越大27．如圖15-5-20所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶同種電荷且電荷量相等，它們的速率關(guān)系為va＜vb=vc＜vd，質(zhì)量關(guān)系為ma=mb＜mc=md.進(jìn)入速度選擇器后，有兩種離子從速度選擇器中射出，由此可以判定()A.射向P1的是a粒子B.射向P2的是b粒子C.射向A1的是c粒子D.射向A2的是d粒子28．如圖為質(zhì)譜儀測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖．濾速器中場(chǎng)強(qiáng)E方向向下，磁感強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，分離器中磁感強(qiáng)度的方向垂直紙面向外．在S處有甲、乙、丙、丁四個(gè)一價(jià)正離子垂直于E和入射，若，不計(jì)重力，則分別打在四點(diǎn)的離子分別是[]A．甲乙丙丁B．甲丁乙丙C．丙丁乙甲D．甲乙丁丙二、填空題（題型注釋）29．如圖所示,離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m,電荷量為q的離子,離子產(chǎn)生出來(lái)的速度很小,要以看做速度為0,產(chǎn)生的離子經(jīng)過(guò)電壓U加速后,進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的一勻強(qiáng)磁場(chǎng),沿著半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)P點(diǎn),測(cè)得P點(diǎn)到入口處S1的距離為L(zhǎng),則N極板為_(kāi)_______極板,此離子荷質(zhì)比=_____________.四、計(jì)算題（題型注釋）30．（10分）有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場(chǎng)，且與圓心O1等距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計(jì)），經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器。而后離子由P點(diǎn)射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。已知加速電場(chǎng)的電壓為U，磁分析器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。（1）請(qǐng)判斷磁分析器中磁場(chǎng)的方向；（2）求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。唬?）求磁分析器中Q點(diǎn)與圓心O2的距離d。31．質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，今有一質(zhì)量為m，電量為+e的電子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng).求：（1）粒子的速度v；（2）速度選擇器的電壓U2；（3）粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.32．質(zhì)譜儀是一種測(cè)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)生電荷量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生時(shí)的速度很小，可以看作是靜止的，離子經(jīng)過(guò)電壓U加速后形成離子流，然后垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而到達(dá)記錄它的照相底片P上。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子流的電流為I。(1)在時(shí)間t內(nèi)到達(dá)照相底片P上的離子的數(shù)目為多少？(2)這種離子的質(zhì)量為多少？33．質(zhì)譜儀是用來(lái)測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要裝置，在科學(xué)研究中具有重要應(yīng)用。如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理簡(jiǎn)圖，電容器兩極板相距為d，兩板間電壓為U，極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向垂直紙面向外。一束電荷量相同但質(zhì)量不同的粒子沿電容器的中線平行于極板射入電容器，沿直線穿過(guò)電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。結(jié)果分別打在感光片上的a、b兩點(diǎn)，設(shè)a、b兩點(diǎn)之間距離為x，粒子所帶電荷量為q，且不計(jì)重力。aabB11B22＋－求：（1）該束帶電粒子的電性和速率？（2）打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差?34．質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造如圖所示。設(shè)離子源S產(chǎn)生離子，離子產(chǎn)生出來(lái)時(shí)速度很小，可以看作速度為零。產(chǎn)生的離子經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后（圖中未畫出），進(jìn)入一平行板電容器C中，電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B1相互垂直，具有某一速度的離子將沿圖中虛直線穿過(guò)兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而具有其他速度的離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)。最后離子再進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，沿著半圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)記錄它的照相底片上的P點(diǎn)，根據(jù)以上材料回答下列問(wèn)題：（1）證明能穿過(guò)平行板電容器C的離子具有的速度為v=E/B1（2）若測(cè)到P點(diǎn)到入口S1的距離為x，證明離子的質(zhì)量m=qB22x2/8U35．飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測(cè)器。已知a、b板間距為d，極板M、N的長(zhǎng)度和間距均為L(zhǎng)。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。（1）當(dāng)a、b間的電壓為U1，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，使離子到達(dá)探測(cè)器。求離子到達(dá)探測(cè)器的全部飛行時(shí)間。（2）為保證離子不打在極板上，試求U2與U1的關(guān)系。36．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器A下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上（1）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率。（2）求粒子照相底片D點(diǎn)到S3的距離37．如圖所示為一質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理示意圖,整個(gè)裝置處于真空環(huán)境中,離子源N可釋放出質(zhì)量均為m、電荷量均為q(q>0)的離子.離子的初速度很小,可忽略不計(jì).離子經(jīng)S1、S2間電壓為U的電場(chǎng)加速后,從狹縫S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,沿著半圓運(yùn)動(dòng)到照相底片上的P點(diǎn)處,測(cè)得P到S3的距離為x.求:(1)離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v;(2)離子的比荷(q/m)38．(12分)(2010·蘇州模擬)質(zhì)譜儀可測(cè)定同位素的組成．現(xiàn)有一束一價(jià)的鉀39和鉀41離子經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿著與磁場(chǎng)和邊界均垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示．測(cè)試時(shí)規(guī)定加速電壓大小為U0，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加速電壓有較小的波動(dòng)，可能偏大或偏小ΔU.為使鉀39和鉀41打在照相底片上的區(qū)域不重疊，ΔU不得超過(guò)多少？(不計(jì)離子的重力)39．（8分）如圖所示是質(zhì)譜儀示意圖，圖中離子源S產(chǎn)生電荷量為q的離子，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，由A點(diǎn)垂直射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周，打在磁場(chǎng)邊界底片上的P點(diǎn)，測(cè)得PA=d，求離子的質(zhì)量m。40．