Question

【題目】質(zhì)譜儀可以測(cè)定有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示，有機(jī)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(jīng)過(guò)高壓電源區(qū)、圓形磁場(chǎng)室（內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）、真空管，最后打在記錄儀上，通過(guò)處理就可以得到離子比荷（）進(jìn)而推測(cè)有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)。已知高壓電源的電壓為U，圓形磁場(chǎng)區(qū)的半徑為R，真空管與水平面夾角為θ，離子進(jìn)入磁場(chǎng)室時(shí)速度方向指向圓心。則下列說(shuō)法正確的是

A. 高壓電源A端應(yīng)接電源的正極

B. 磁場(chǎng)室的磁場(chǎng)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(zhì)量大于X2質(zhì)量）同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)室后，出現(xiàn)圖中的軌跡Ⅰ和Ⅱ，則軌跡Ⅰ一定對(duì)應(yīng)X1

D. 若磁場(chǎng)室內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，當(dāng)記錄儀接收到一個(gè)明顯的信號(hào)時(shí)，與該信號(hào)對(duì)應(yīng)的離子比荷為

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據(jù)正離子在電場(chǎng)中加速確定高壓電源A端為正極還是負(fù)極．根據(jù)左手定則判斷磁場(chǎng)的方向，根據(jù)動(dòng)能定理和洛倫茲力提供向心力得出半徑的表達(dá)式，結(jié)合表達(dá)式分析判斷，根據(jù)離子質(zhì)荷比的表達(dá)式，得出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與質(zhì)荷比的關(guān)系，從而進(jìn)行求解。

A項(xiàng)：正離子在電場(chǎng)中加速，可知高壓電源A端應(yīng)接“負(fù)極”，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：根據(jù)左手定則知，磁場(chǎng)室的磁場(chǎng)方向應(yīng)是垂直紙面向外，故B錯(cuò)誤；

C項(xiàng)：正離在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)有：，在磁場(chǎng)室做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有：，由此可知，質(zhì)量越大的，半徑越大，軌跡Ⅰ半徑小，所以應(yīng)為X2，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：當(dāng)記錄儀接收到一個(gè)明顯的信號(hào)時(shí)即正離子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)了角，由幾何關(guān)系可知，正離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 ，由公式和聯(lián)立解得：，故D正確。

故應(yīng)選：D。