Question

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，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看作为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S₁的距离为x，则下列判断正确的是（ ）
A．若离子束是同位素（质子数相同质量数不同），x越大，离子质量越小
B．若离子的荷质比q/m相同，如果加速电压越大，则x越小
C．只要x相同，则离子质量一定相同
D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同

Answer

根据动能定理求出粒子进入磁场的速度，根据牛顿第二定律求出轨道半径，从而得知x与什么因素有关．
【解析】
A、根据动能定理得，qU=mv2，得v=．
由qvB=m得，r==．
则x=2r=．
若离子束是同位素，q相同，x越大对应的离子质量越大．故A错误．
B、若离子的荷质比相同，如果加速电压U越大，则x越大．故B错误．
C、D由x=2r=知，只要x相同，对应的离子的比荷一定相等．故C错误，D正确．
故选D．