Question

【題目】質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示。粒子源S發出各種不同的正粒子束（粒子重力忽略不計），粒子從S出來時速度很小，可以看做初速度為零，粒子經過加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場（圖中線框所示），并沿著半圓周運動而達到照相底片上的P點，測得P點到入口的距離為z，則以下說法正確的是

A. 若粒子束不是同位素，則x越大，正粒子的質量一定越大

B. 若粒子束是同位素，則x越大，質量一定越小

C. 只要x相同，則正粒子的質量一定相同

D. 只要x相同，則正粒子的比荷一定相同

Answer 1

【答案】D

【解析】粒子在電場加速過程，根據動能定理： ，解得加速后的速度為： ，在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力： ，解得： ，則，若離子束不是同位素，q不相同，x越大對應的離子質量不一定越大，故A錯誤；由上式知，若離子束是同位素，則x越大，而離子質量一定越大，故B錯誤；上式知，只要x相同，對應的離子的比荷一定相等，但質量不一定相等，故C錯誤，D正確。所以D正確，ABC錯誤。