如图所示.一质子和一个α粒子从a点同时以相同的动能沿垂直于磁场边界且垂直于磁场方向射入宽度为d的有界磁场中.并都能从磁场右边界射出.则以下说法正确的是( )A.质子先射出磁场区域B.α粒子先射出磁场区域C.质子在磁场中运动的路程长D.α粒子在磁场中运动的路程长题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，一质子（氢原子核）和一个α粒子（氦原子核）从a点同时以相同的动能沿垂直于磁场边界且垂直于磁场方向射入宽度为d的有界磁场中，并都能从磁场右边界射出，则以下说法正确的是（　　）

A、质子先射出磁场区域

B、α粒子先射出磁场区域

C、质子在磁场中运动的路程长

D、α粒子在磁场中运动的路程长

分析：带电粒子以一定速度垂直进入磁场中，受到洛伦兹力作用下做匀速圆周运动．根据牛顿第二定律得到运动轨迹的半径关系，再由周期公式分析两个粒子在磁场中运动的时间关系，由轨迹分析在磁场中运动的路程关系．

解答：解：质子和α粒子垂直射入磁场中都做匀速圆周运动，均由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
qvB=m

又粒子的动能为：E_k=

mv2
则得：轨迹半径为：r=

2mEk

根据质子与α粒子的比荷关系可知，两个粒子的轨迹半径相等，在磁场中运动的路程相等．
粒子在磁场中运动的周期为：T=

2πr

2π?

2πm

，由于α粒子的比荷小于质子的比荷，可知，质子运动周期小于α粒子的运动周期，两个粒子在磁场中轨迹对应的圆心角相等，所以得知：质子通过磁场的时间较短，先射出磁场区域，故A正确，BCD错误．
故选：A．

点评：解决本题的关键要牛顿第二定律和动能相等的条件，能判断两个粒子轨迹半径相等，再进行其他分析．

练习册系列答案

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相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（2005?深圳一模）1998年6月，我国科学家和工程师研制的阿尔法磁谱仪由发现号航天飞机搭载升空，探测宇宙中是否有反物质．我们知道物质的原子是由带正电的原子核及带负电的电子组成，原子核是由质子和中子组成，而反物质的原子则是由带负电的反原子核及带正电的正电子组成，反原子核由反质子和反中子组成．与质子、中子、电子等这些物质粒子相对应的反质子、反中子、反电子等均称为反粒子．由于反粒子具有与相应粒子完全相同的质量及相反的电磁性质，故可用下述方法探测：如图所示，设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B方向（O′O）进入横截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同，若氢（

H）原子核在Ox轴上的偏转位移为x₀，且恰为其轨道半径的一半．
（1）请画出反氢核（

-1

H）和反氦核（

-2

He）的轨迹；
（2）求出它们在Ox轴上的偏转位移x₁和x₂．

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说

B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有有粒子性

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象

D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构

（2）气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
A．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；
B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁．
E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂．
本实验中还应测量的物理量是

，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是

．
（3）2008年北京奥运会场馆周围 80%～90% 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（

H）转化成一个氦核（_4He）和两个正电子（_0e）并放出能量．已知质子质量m_P=1.0073u，α粒子的质量m_α=4.0015u，电子的质量m_e=0.0005u． 1u的质量相当于931．MeV的能量．
①写出该热核反应方程；
②一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

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科目：高中物理 来源： 题型：

C．（选修模块 3 一 5 ）
（ 1 ）下列说法中正确的是

A．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的
C．X 射线是处于激发态的原子核辐射出来的
D．比结合能越大表示原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定
（ 2 ）用能量为 15eV 的光子照到某种金属上，能发生光电效应，测得其光电子的最大初动能为 12.45eV，则该金属的逸出功为

eV．氢原子的能级如图所示，现有一群处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有

种．
（ 3 ） 2011 年 3 月 11 日，日本发生 9.0级地震后爆发海啸，导致福岛核电站核泄漏，核安全问题引起世界关注．福岛核电站属于轻水反应堆，即反应堆使用普通水作为减速剂，使快中子减速变成慢中子，便于被

235

U俘获，发生可控制核裂变的链式反应．
（ a ）若铀核

235

U俘获一个慢中子，发生核裂变后产生了

139

Xe 和

Sr，试写出核裂变方程．
（ b ）若快中子的减速过程可视为快中子与普通水中

H核发生对心正碰后减速．上述碰撞过程可简化为弹性碰撞，现假定某次碰撞前快中子速率为 v₀，靶核

H核静止．试通过计算说明，此次碰撞后中子的速度变为多少？（已知氢核质量和中子质量近似相等）．

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3-3）
封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V₀，温度为T₀，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为N_A．
（1）由状态A变到状态D过程中

A．气体从外界吸收热量，内能增加
B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C．气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大
D．气体的密度不变
（2）在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J，则气体

（选“吸收”或“放出”）热量

J．
（3）在状态D，该气体的密度为ρ，体积为2V₀，则状态D的温度为多少？该气体的分子数为多少？
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是

A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线

D．爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
（2）如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=30°，棱镜材料的折射率n=

．在此截面所在的平面内，空气中的一条光线平行于底边AB从AC边上的M点射入棱镜，经折射射到AB边．光线从AC边进入棱镜时的折射角为

，试判断光线能否从AB边射出，

（填“能”或“不能”）．
（3）一列简谐横波由P点向Q点沿直线传播，P、Q两点相距1m．甲、乙分别为P、Q两质点的振动图象，如图所示，如果波长λ＞1m，则波的传播速度为多少？

C．（选修模块3-5）
（1）一个质子以1.0×10⁷m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是

．
A．核反应方程为₁₃²⁷Al+₁¹H→₁₄²⁸Si
B．核反应方程为₁₃²⁷Al+₀¹n→₁₄²⁸Si
C．硅原子核速度的数量级为10⁷m/s，方向跟质子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的数量级为10⁵m/s，方向跟质子的初速度方向一致
（2）目前，日本的“核危机”引起了全世界的瞩目，核辐射放出的三种射线超过了一定的剂量会对人体产生伤害．三种射线穿透物质的本领由弱到强的排列是

A．α射线，β射线，γ射线
B．β射线，α射线，γ射线
C．γ射线，α射线，β射线
D．γ射线，β射线，α射线
（3）太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核（₁¹H）结合成1个氦核（₂⁴He），同时释放出正电子（₁⁰e）．已知氢核的质量为m_P，氦核的质量为m_α，正电子的质量为m_e，真空中光速为c．计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能．

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