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带电粒子在匀强磁场中的运动
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如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s
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如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s
1
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s
2
、s
3
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,形成垂直于纸面且平行于狭缝s
3
的细线,若测得细线到狭缝s
3
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
H
C
F
Cl
Br
含量较多的同位互的质量数
1
12
19
35,37
79,81
◎ 答案
(1)以m、q表示离子的质量、电量,以v表示离子从狭缝s2射出时的速度,由功能关系可得
qU=
1
2
m
v
2
①
射入磁场后,在洛仑兹力作用下做圆周运动,由牛顿定律可得
qvB=m
v
2
B
②
式中R为圆的半径,
感光片上的细黑线到s3缝的距离d=2R ③
m=
g
B
2
d
2
8U
④
(2)CH
3
CH
2
F
(3)从M的数值判断该化合物不可能含Br而只可能含Cl,又因为Cl存在两个同位素,即
35
Cl和
37
Cl,所以测得题设含C、H和卤素的某有机化合物有两个M值,其对应的分子结构简
式为:CH
3
CH
2
35
Cl M=64;
CH
3
CH
2
37
Cl M=66
答:
(1)离子分子质量为:
m=
g
B
2
d
2
8U
(2)化合物结构简式为:CH
3
CH
2
F
(3)结构简式分别为:CH
3
CH
2
35
Cl CH
3
CH
2
37
Cl
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如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s…”主要考查了你对 【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/440842.html
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