Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Thi thử toàn quốc TN THPT và ĐGNL Hà Nội Ngày 11-12/04/2026
 ↪ TN THPT - Trạm 5 (Free) ↪ ĐGNL Hà Nội (HSA) - Trạm 5
Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Đọc đoạn văn sau và trả lời các câu hỏi sau:Máy quang phổ khối là một thiết bị quan trọng

Đọc đoạn văn sau và trả lời các câu hỏi sau:

Máy quang phổ khối là một thiết bị quan trọng dùng để phân tích thành phần đồng vị của các nguyên tố hóa học. Nguyên lí hoạt động dựa trên sự làm lệch quỹ đạo của các ion chuyển động trong từ trường. Giả sử cần phân tách hai đồng vị của nguyên tố Chlorine là ${}^{35}\text{Cl}$ (có khối lượng $m_{1}$) và ${}^{37}\text{Cl}$ (có khối lượng $m_{2}$).

Các nguyên tử Chlorine được làm ion hóa để trở thành các ion mang điện tích dương $+ e$. Ban đầu, các ion này đứng yên. Người ta gia tốc chúng bằng cách cho đi qua một điện trường có hiệu điện thế $U$. Sau khi được tăng tốc, các ion bay vào một buồng chân không có từ trường đều $\overset{\rightarrow}{B}$, véc-tơ vận tốc của các ion có hướng vuông góc với các đường sức từ. Dưới tác dụng của lực từ, các ion chuyển động theo quỹ đạo tròn với bán kính khác nhau và đập vào một kính ảnh (detector) tại các vị trí khác nhau để ghi nhận kết quả. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Thông hiểu

Khi các ion Chlorine vừa bước vào buồng từ trường đều $\overset{\rightarrow}{B}$, động năng của chúng có đặc điểm gì?

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải
Câu hỏi:953551
Phương pháp giải

Sử dụng định lí biến thiên động năng đối với điện tích chuyển động trong điện trường.

Giải chi tiết

Các ion được gia tốc từ trạng thái nghỉ (động năng ban đầu bằng 0) bởi công của lực điện trường. Công này hoàn toàn chuyển hóa thành động năng của ion khi nó ra khỏi buồng gia tốc:

$\left. W_{d} = \middle| q \middle| U = eU \right.$

Vì cả hai loại ion đồng vị đều mang cùng một điện tích $+ e$ và được gia tốc qua cùng một hiệu điện thế $U$, nên động năng của chúng khi bắt đầu bước vào buồng từ trường là hoàn toàn bằng nhau và chỉ phụ thuộc vào $U$.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 2:
Vận dụng

Gọi $R_{1}$ và $R_{2}$ lần lượt là bán kính quỹ đạo của các ion ${}^{35}\text{Cl}$ và ${}^{37}\text{Cl}$ trong từ trường. Tỉ số $\dfrac{R_{2}}{R_{1}}$ có giá trị bằng:

Đáp án đúng là: D

Xem lời giải
Câu hỏi:953552
Phương pháp giải

Thiết lập biểu thức bán kính quỹ đạo của điện tích chuyển động trong từ trường bằng cách cân bằng lực Lorentz và lực hướng tâm, kết hợp với công thức động năng.

Giải chi tiết

Lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm: $\left. qvB = \dfrac{mv^{2}}{R}\Rightarrow R = \dfrac{mv}{qB} \right.$ (1).

Từ định lí động năng ở trên, ta có: $\left. \dfrac{1}{2}mv^{2} = qU\Rightarrow v = \sqrt{\dfrac{2qU}{m}} \right.$.

Thay $v$ vào (1), ta được biểu thức của bán kính $R$:

$R = \dfrac{m}{qB}\sqrt{\dfrac{2qU}{m}} = \dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2mU}{q}}$.

Với cùng một thiết bị (cùng $B$, $U$) và cùng loại ion (cùng điện tích $q$), bán kính $R$ tỉ lệ thuận với căn bậc hai của khối lượng hạt $\sqrt{m}$.

Vậy: $\dfrac{R_{2}}{R_{1}} = \sqrt{\dfrac{m_{2}}{m_{1}}} = \sqrt{\dfrac{37}{35}}$.

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 3:
Vận dụng

Các ion sau khi quay được nửa vòng tròn sẽ đập vào kính ảnh (detector) làm xuất hiện hai vết sáng phân biệt. Biểu thức tính khoảng cách $\Delta D$ giữa hai vết sáng trên kính ảnh của hai đồng vị ${}^{35}\text{Cl}$ và ${}^{37}\text{Cl}$ là:

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải
Câu hỏi:953553
Phương pháp giải

Phân tích hiện tượng vật lí và hình học của quỹ đạo. Quãng đường từ khe bay vào đến điểm đập vào kính ảnh là đường kính của quỹ đạo bán nguyệt.

Giải chi tiết

Các ion chuyển động theo quỹ đạo tròn và đập vào kính ảnh sau khi quay được nửa vòng, do đó khoảng cách từ khe phát ion đến vị trí đập trên kính ảnh chính là đường kính quỹ đạo $D = 2R$.

Khoảng cách giữa hai vết sáng trên kính ảnh là hiệu số giữa hai đường kính:

$\Delta D = D_{2} - D_{1} = 2R_{2} - 2R_{1} = 2(R_{2} - R_{1})$.

Dựa vào biểu thức bán kính $R = \dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2mU}{e}}$, ta thay vào phương trình trên:

$\Delta D = 2\left( {\dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2m_{2}U}{e}} - \dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2m_{1}U}{e}}} \right) = \dfrac{2}{B}\sqrt{\dfrac{2U}{e}}(\sqrt{m_{2}} - \sqrt{m_{1}})$.

Đáp án cần chọn là: A

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn