专题76 质谱仪（原卷版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十三章磁场

专题 76 质谱仪

第一部分知识点精讲

(1)仪器功能

质谱仪是测量带电粒子质量(或比核)、分离同位素的仪器。

(2)构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。

(3)工作原理

① 加速电场：qU＝mv2；

② 偏转磁场：qvB＝，l＝2r；

由以上两式可得：r＝， m＝，　＝。

第二部分最新高考题精选

1.（2019 年4月浙江选考）有一种质谱仪由静电分析器和磁分析器组成，其简化原理如图

所示。左侧静电分析器中有方向指向圆心 O、与 O点等距离各点的场强大小相同的径

向电场，右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电

分析器的右边界平行，两者间距近似为零。离子源发出两种速度均为 v0、电荷量均为

q、质量分别为 m和0.5m 的正离子束，从 M点垂直该点电场方向进入静电分析器。在

静电分析器中，质量为 m的离子沿半径为 r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从

N点水平射出，而质量为 0.5m 的离子恰好从 ON 连线的中点 P与水平方向成 θ角射出，

从静电分析器射出的这两束离子垂直磁场方向射入磁分析器中，最后打在放置于磁分

析器左边界的探测板上，其中质量为 m的离子打在 O点正下方的 Q点。已知

OP=0.5r0，OQ=r0，N、P两点间的电势差 ,，不计重力和离子间相

互作用。

（1）求静电分析器中半径为 r0处的电场强度 E0和磁分析器中的磁感应强度 B的大小；

（2）求质量为 0.5m 的离子到达探测板上的位置与 O点的距离 l（用 r0表示）；

（3）若磁感应强度在（B— B△）到（B＋△B）之间波动，要在探测板上完全分辨出质量

为m和0.5m 的两東离子，求的最大值

：

2. （2016 高考全国理综乙）现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图

所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后

从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经

匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12 倍。此离子和质

子的质量比约为

A.11 B.12

C.121 D.144

第三部分最新模拟题精选

1．（2022 北京海淀二模）如图所示为某种质谱仪工作原理示意图，离子从电离室中的

小孔飘出（初速度不计），经电压为的加速电场加速后，通过小孔，从磁场上边

界垂直于磁场方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，运动半个圆周后打在照相底片上

并被吸收形成谱线。照相底片上有刻线均匀分布的标尺（图中未画出），可以直接读出

离子的比荷。下列说法正确的是（　　）

A. 打在照相底片上的离子带负电

B. 可以通过减小磁感应强度来增大不同离子形成谱线之间的间隔

C. 谱线对应比荷的值大于谱线对应比荷的值

D. 标尺上各刻线对应比荷

的

值是均匀的

2. （2022 江西南昌三模）质谱仪在核能开发和利用过程中具有重要意义，如图是质谱仪

的

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