问题
选择题
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S可以发出各种不同的正离子束，离子从S出来时速度很小，可以看作是静止的，离子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场（图中线框所示），并沿着半圆周运动而到达照像底片上的P点，测得P点到入口处S的距离为x（ ）
A．若离子束不是同位素，则x越大，离子质量一定越大
B．若离子束是同位素，则x越大，而离子质量一定越小
C．只要x相同，则离子质量一定相同
D．只要x相同，则离子荷质比一定相同
答案
A、离子在电场加速过程，根据动能定理得，qU=
mv2，得v=1 2
．2qU m
在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 qvB=m
得，r=v2 r
=mv qB 1 B
．则x=2r=2mU q 2 B
．2mU q
若离子束不是同位素，q不相同，x越大对应的离子质量不一定越大．故A错误．
B、由上式知，若离子束是同位素，则x越大，而离子质量一定越大．故B错误．
C、D由上式知，只要x相同，对应的离子的比荷
一定相等．故C错误，D正确．q m
故选D．