Question

（2009?遵義模擬）質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質譜儀的原理示意圖．現利用這種質譜議對氫元素進行測量．氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S，無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條”質譜線”．關于三種同位素進入磁場時速度的排列順序，和a、b、c三條“質譜線”的排列順序，下列判斷正確的是（　　）

A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕

B．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕

C．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氘、氚、氕

D．a、b、c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕

Answer 1

分析：根據qU=

1

2

mv2求出粒子進入偏轉磁場的速度，知道三種粒子進入磁場的速度大小關系，再根據qvB=m

v2

R

求出R與什么因素有關，從而得出a、b、c三條“質譜線”的排列順序．

解答：解：A、根據qU=

1

2

mv2得，v=

2qU m

．比荷最大的是氕，最小的是氚，所以進入磁場速度從大到小的順序是氕、氘、氚．故A、B錯誤．
    C、進入偏轉磁場有qvB=m

v2

R

，R=

mv

qB

=

1

B

2mU q

，氕比荷最大的，軌道半徑最小，c對應的是氕，氚比荷最小，則軌道半徑最大，a對應的是氚．故C錯誤，D正確．
故選D．

點評：解決本題的關鍵知道根據qU=

1

2

mv2可求出速度，知道速度與比荷有關，以及知道根據qvB=m

v2

R

可求出軌道半徑與比荷有關．