Question

【題目】質譜儀可以測定有機化合物分子結構，現有一種質譜儀的結構可簡化為如圖所示，有機物的氣體分子從樣品室注入離子化室，在高能電子作用下，樣品氣體分子離子化或碎裂成離子。若離子化后的離子帶正電，初速度為零，此后經過高壓電源區、圓形磁場室（內為勻強磁場）、真空管，最后打在記錄儀上，通過處理就可以得到離子比荷（）進而推測有機物的分子結構。已知高壓電源的電壓為U，圓形磁場區的半徑為R，真空管與水平面夾角為θ，離子進入磁場室時速度方向指向圓心。則下列說法正確的是

A. 高壓電源A端應接電源的正極

B. 磁場室的磁場方向必須垂直紙面向里

C. 若離子化后的兩同位素X1、X2（X1質量大于X2質量）同時進入磁場室后，出現圖中的軌跡Ⅰ和Ⅱ，則軌跡Ⅰ一定對應X1

D. 若磁場室內的磁感應強度大小為B，當記錄儀接收到一個明顯的信號時，與該信號對應的離子比荷為

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據正離子在電場中加速確定高壓電源A端為正極還是負極．根據左手定則判斷磁場的方向，根據動能定理和洛倫茲力提供向心力得出半徑的表達式，結合表達式分析判斷，根據離子質荷比的表達式，得出磁感應強度B與質荷比的關系，從而進行求解。

A項：正離子在電場中加速，可知高壓電源A端應接“負極”，故A錯誤；

B項：根據左手定則知，磁場室的磁場方向應是垂直紙面向外，故B錯誤；

C項：正離在加速電場中運動時有：，在磁場室做圓周運動時有：，由此可知，質量越大的，半徑越大，軌跡Ⅰ半徑小，所以應為X2，故C錯誤；

D項：當記錄儀接收到一個明顯的信號時即正離子在磁場中偏轉了角，由幾何關系可知，正離子做圓周運動的半徑為 ，由公式和聯立解得：，故D正確。

故應選：D。