如图所示是测量带电粒子质量的仪器--质谱仪的工作原理示意图．设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中.使它受到电子束轰击.失去一个电子成为正一价的离子．离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区加速后.再通过狭缝S2.S3射入磁感应强度为B的匀强磁场(方向垂直于磁场区的界面PQ)中．最后.离子打到感光片上.形成垂直于纸面且平行于狭缝S3� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图所示是测量带电粒子质量的仪器——质谱仪的工作原理示意图．设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子成为正一价的离子．离子从狭缝S₁以很小的速度(即初速度不计)进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S₂、S₃射入磁感应强度为B的匀强磁场(方向垂直于磁场区的界面PQ)中．最后，离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S₃的细线．若测得细线到狭缝S₃的距离为d．请导出离子的质量m的表达式．

答案：
解析：

　　若以m、q表示离子的质量和电量，用v表示离子从狭缝S₂射出时的速度，粒子在加速电场中，由动能定理得　(1)

　　射入磁场后，在洛伦兹力作用下离子做匀速圆周运动，由牛顿定律可得

　　　(2)

　　式中R为圆的半径．感光片上细黑线到S₃缝的距离为：d＝2R　(3)

　　联立(1)～(3)式，解得

练习册系列答案

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图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图，设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝S₁以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝S₂、S₃射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ．最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S₂的细线，若测得细线到狭缝S₃的距离为d．

　　（1）导出分子、离子的质量m的表达式．

　　（2）根据分子离子的质量数M可以推测有机化合物的结构简式，若某种含C、H和卤素的化合物的M为48，写出其结构简式．

　　（3）现有某种含C、H和卤素的化合物，测得两个M值，分别为64和66，试说明原因，并写出它们的结构简式．在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：

元素

含量较多的同

位素的质量数

35，37

79，81

如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图，设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝S₁以很小的速度进入电压为U的加速电压区(初速不计)，加速后，再通过狭缝S₂，S₃射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ．最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S₃的细线，若测得细线到狭缝S₃的距离为d．

(1)导出分子离子质量的表达式；

(2)根据分子离子的质量数M可以推测有机化合物的结构简式，若某种含C，H和卤素的化合物的M为48，写出其结构简式；

(3)现有某种含C，H和卤素的化合物，测得两个M值，分别为64和66．试说明原因，并写出它们的结构简式．

在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：

如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图．设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝S₁以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计)，加速后，再通过狭缝S₂、S₃射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ，最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S₃的细线，若测得细线到狭缝S₃的距离为d．导出分子离子的质量m的表达式．

如图所示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法是某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s₁以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s₂、s₃射入磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s₃的细线。若测得细线到狭缝s₃的距离为d
导出分子离子的质量m的表达式。

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