Question

（2009?遵義模擬）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．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖．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．氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條”質(zhì)譜線(xiàn)”．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(xiàn)”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(xiàn)依次排列的順序是氘、氚、氕

D．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線(xiàn)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(chǎng)的速度，知道三種粒子進(jìn)入磁場(chǎng)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(xiàn)”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(chǎng)速度從大到小的順序是氕、氘、氚．故A、B錯(cuò)誤．
    C、進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)有qvB=m

v2

R

，R=

mv

qB

=

1

B

2mU q

，氕比荷最大的，軌道半徑最小，c對(duì)應(yīng)的是氕，氚比荷最小，則軌道半徑最大，a對(duì)應(yīng)的是氚．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：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)．