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质谱仪可以测定有机化合物分子结构,现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示,有机物的...

质谱仪可以测定有机化合物分子结构,现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示,有机物的气体分子从样品室注入离子化室,在高能电子作用下,样品气体分子离子化或碎裂成离子。若离子化后的离子带正电,初速度为零,此后经过高压电源区、圆形磁场室(内为匀强磁场)、真空管,最后打在记录仪上,通过处理就可以得到离子比荷进而推测有机物的分子结构。已知高压电源的电压为U,圆形磁场区的半径为R,真空管与水平面夹角为θ,离子进入磁场室时速度方向指向圆心。则下列说法正确的是

A. 高压电源A端应接电源的正极

B. 磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里

C. 若离子化后的两同位素X1X2X1质量大于X2质量)同时进入磁场室后,出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ,则轨迹Ⅰ一定对应X1

D. 若磁场室内的磁感应强度大小为B,当记录仪接收到一个明显的信号时,与该信号对应的离子比荷为

 

D 【解析】 根据正离子在电场中加速确定高压电源A端为正极还是负极.根据左手定则判断磁场的方向,根据动能定理和洛伦兹力提供向心力得出半径的表达式,结合表达式分析判断,根据离子质荷比的表达式,得出磁感应强度B与质荷比的关系,从而进行求解。 A项:正离子在电场中加速,可知高压电源A端应接“负极”,故A错误; B项:根据左手定则知,磁场室的磁场方向应是垂直纸面向外,故B错误; C项:正离在加速电场中运动时有:,在磁场室做圆周运动时有:,由此可知,质量越大的,半径越大,轨迹Ⅰ半径小,所以应为X2,故C错误; D项:当记录仪接收到一个明显的信号时即正离子在磁场中偏转了角,由几何关系可知,正离子做圆周运动的半径为 ,由公式和联立解得:,故D正确。 故应选:D。
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考点分析:
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在如图所示的坐标系中,y>0的空间中存在匀强电场,场强方向沿y轴负方向;-1.5h<y<0的空间中存在匀强磁场,磁场方向垂直平面(纸面)向外一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子,经过y轴上y=h处的点时速率为,方向沿轴正方向,然后,经过轴上=1.5h处的点进入磁场,进入磁场后垂直磁场下边界射出.不计粒子重力,,则下列说法正确的是(   

A.粒子到达点时速度大小为 B.电场强度大小为

C.磁感应强度大小为 D.粒子在磁场中运动的时间为

 

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平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为qq>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。则粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为

A. B. C. D.

 

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如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,其第象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右;,磁感应强度的方向垂直纸面向里.带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到All)时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),粒子继续运动段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场.不计切阻力,求:

1)电场强度E的大小;

2)磁感应强度B的大小;

3)粒子在复合场中的运动时间.

 

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如图,xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外,磁感应强度B1 T的匀强磁场,ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9 mM点为x轴正方向上一点,OM3 m.现有一个比荷大小为1.0 C/kg可视为质点带正电的小球(重力不计)从挡板下端N处小孔以不同的速度沿x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,小球最后都能经过M点,则小球射入的速度大小可能是(  )

A.3 m/s B.3.75 m/s C.4 m/s D.5 m/s

 

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如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出).一群比荷为的负离子体以相同速率v0(较大),由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,则下列说法正确的是(不计重力)( )

A.离子飞出磁场时的动能一定相等

B.离子在磁场中运动半径一定相等

C.Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长

D.沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大

 

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