Question

【题目】质谱仪可以测定有机化合物分子结构，现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示，有机物的气体分子从样品室注入离子化室，在高能电子作用下，样品气体分子离子化或碎裂成离子。若离子化后的离子带正电，初速度为零，此后经过高压电源区、圆形磁场室（内为匀强磁场）、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到离子比荷（）进而推测有机物的分子结构。已知高压电源的电压为U，圆形磁场区的半径为R，真空管与水平面夹角为θ，离子进入磁场室时速度方向指向圆心。则下列说法正确的是

A. 高压电源A端应接电源的正极

B. 磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里

C. 若离子化后的两同位素X1、X2（X1质量大于X2质量）同时进入磁场室后，出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ，则轨迹Ⅰ一定对应X1

D. 若磁场室内的磁感应强度大小为B，当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷为

Answer 1

【答案】D

【解析】

根据正离子在电场中加速确定高压电源A端为正极还是负极．根据左手定则判断磁场的方向，根据动能定理和洛伦兹力提供向心力得出半径的表达式，结合表达式分析判断，根据离子质荷比的表达式，得出磁感应强度B与质荷比的关系，从而进行求解。

A项：正离子在电场中加速，可知高压电源A端应接“负极”，故A错误；

B项：根据左手定则知，磁场室的磁场方向应是垂直纸面向外，故B错误；

C项：正离在加速电场中运动时有：，在磁场室做圆周运动时有：，由此可知，质量越大的，半径越大，轨迹Ⅰ半径小，所以应为X2，故C错误；

D项：当记录仪接收到一个明显的信号时即正离子在磁场中偏转了角，由几何关系可知，正离子做圆周运动的半径为 ，由公式和联立解得：，故D正确。

故应选：D。