质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原-最需题库

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1质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S，无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成c三条”质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序，和c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（）
A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕
B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
C.c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
D.c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕
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2在回旋加速器中（）
A.D形盒内有匀强磁场，两D形盒之间的窄缝有高频电源产生的电场
B.两D形盒之间的窄缝处有场强大小、方向不变的匀强电场
C.高频电源产生的电场用来加速带电粒子
D.带电粒子在D形盒中运动时，磁场力使带电粒子速度增大
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31930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（）
A.离子从电场中获得能量
B.离子从磁场中获得能量
C.增大加速电场的电压可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能
D.增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的最大动能
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4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，进入速度选择器．速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（）
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
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5如图是质谱仪的工作原理示意图．粒子源（在加速电场上方，未画出）产生的带电粒子被加速电场加速后，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E.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A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（）
A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B/E
C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷（q/m）越大
D.粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越靠近狭缝P，表明其质量越大
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61922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（）
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q/m越小
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7一回旋加速器，可把α粒子（42He）加速到最大速率v，其加速电场的变化频率为在保持磁感应强度不变的前提下，若用这一回旋加速器对质子（11H）进行加速，则加速电场的变化频率及能加速到的最大速率分别为（）
A.f，v
B.f2，v2
C.2f，2v
D.f，2v
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8图甲是回旋加速器的原理示意图．其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连．加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（）
A.在EK-t图象中t4-t3=t3-t2=t2-t1
B.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1
C.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
D.D形盒的半径越大，粒子获得的最大动能越大
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9用来加速带电粒子的回旋加速器，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是．（）
A.伴随粒子动能变大，应有（t2-t1）＞（t3-t2）＞（t4-t3）
B.高频电源的变化周期应该等于2（tn-tn-1）
C.要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径
D.粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
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10一个用于加速质子的回旋加速器，其D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，接在D形盒上的高频电源频率为下列说法正确的是（）
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D.不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子
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