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如圖所示，一質(zhì)子（氫原子核）和一個α粒子（氦原子核）從a點同時以相同的動能沿垂直于磁場邊界且垂直于磁場方向射入寬度為d的有界磁場中，并都能從磁場右邊界射出，則以下說法正確的是（　�。�

A、質(zhì)子先射出磁場區(qū)域

B、α粒子先射出磁場區(qū)域

C、質(zhì)子在磁場中運動的路程長

D、α粒子在磁場中運動的路程長

分析：帶電粒子以一定速度垂直進入磁場中，受到洛倫茲力作用下做勻速圓周運動．根據(jù)牛頓第二定律得到運動軌跡的半徑關(guān)系，再由周期公式分析兩個粒子在磁場中運動的時間關(guān)系，由軌跡分析在磁場中運動的路程關(guān)系．

解答：解：質(zhì)子和α粒子垂直射入磁場中都做勻速圓周運動，均由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：
qvB=m

又粒子的動能為：E_k=

mv2
則得：軌跡半徑為：r=

2mEk

根據(jù)質(zhì)子與α粒子的比荷關(guān)系可知，兩個粒子的軌跡半徑相等，在磁場中運動的路程相等．
粒子在磁場中運動的周期為：T=

2πr

2π?

2πm

，由于α粒子的比荷小于質(zhì)子的比荷，可知，質(zhì)子運動周期小于α粒子的運動周期，兩個粒子在磁場中軌跡對應的圓心角相等，所以得知：質(zhì)子通過磁場的時間較短，先射出磁場區(qū)域，故A正確，BCD錯誤．
故選：A．

點評：解決本題的關(guān)鍵要牛頓第二定律和動能相等的條件，能判斷兩個粒子軌跡半徑相等，再進行其他分析．

練習冊系列答案

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相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?深圳一模）1998年6月，我國科學家和工程師研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號航天飛機搭載升空，探測宇宙中是否有反物質(zhì)．我們知道物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核是由質(zhì)子和中子組成，而反物質(zhì)的原子則是由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質(zhì)子和反中子組成．與質(zhì)子、中子、電子等這些物質(zhì)粒子相對應的反質(zhì)子、反中子、反電子等均稱為反粒子．由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質(zhì)量及相反的電磁性質(zhì)，故可用下述方法探測：如圖所示，設(shè)圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強磁場B方向（O′O）進入橫截面為MNPQ的磁譜儀時速度相同，若氫（

H）原子核在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移為x₀，且恰為其軌道半徑的一半．
（1）請畫出反氫核（

-1

H）和反氦核（

-2

He）的軌跡；
（2）求出它們在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移x₁和x₂．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內(nèi)打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說

B．康普頓效應說明光子有動量，即光具有有粒子性

C．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象

D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)

（2）氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：
A．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B；
B．調(diào)整氣墊導軌，使導軌處于水平；
C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導軌上；
D．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L₁．
E．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達C、D的運動時間t₁和t₂．
本實驗中還應測量的物理量是

，利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是

．
（3）2008年北京奧運會場館周圍 80%～90% 的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運會90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)．科學研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應，即在太陽內(nèi)部4個氫核（

H）轉(zhuǎn)化成一個氦核（_4He）和兩個正電子（_0e）并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量m_P=1.0073u，α粒子的質(zhì)量m_α=4.0015u，電子的質(zhì)量m_e=0.0005u． 1u的質(zhì)量相當于931．MeV的能量．
①寫出該熱核反應方程；
②一次這樣的熱核反應過程中釋放出多少MeV的能量？（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

C．（選修模塊 3 一 5 ）
（ 1 ）下列說法中正確的是

A．太陽輻射的能量主要來源于重核裂變
B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的
C．X 射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出來的
D．比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越松散，原子核越不穩(wěn)定
（ 2 ）用能量為 15eV 的光子照到某種金屬上，能發(fā)生光電效應，測得其光電子的最大初動能為 12.45eV，則該金屬的逸出功為

eV．氫原子的能級如圖所示，現(xiàn)有一群處于 n=3 能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有

種．
（ 3 ） 2011 年 3 月 11 日，日本發(fā)生 9.0級地震后爆發(fā)海嘯，導致福島核電站核泄漏，核安全問題引起世界關(guān)注．福島核電站屬于輕水反應堆，即反應堆使用普通水作為減速劑，使快中子減速變成慢中子，便于被

235

U俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈式反應．
（ a ）若鈾核

235

U俘獲一個慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了

139

Xe 和

Sr，試寫出核裂變方程．
（ b ）若快中子的減速過程可視為快中子與普通水中

H核發(fā)生對心正碰后減速．上述碰撞過程可簡化為彈性碰撞，現(xiàn)假定某次碰撞前快中子速率為 v₀，靶核

H核靜止．試通過計算說明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌伲浚ㄒ阎獨浜速|(zhì)量和中子質(zhì)量近似相等）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（選做題）（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應的答題區(qū)域內(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評分）
A．（選修模塊3-3）
封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學溫度關(guān)T系如圖所示，該氣體的摩爾質(zhì)量為M，狀態(tài)A的體積為V₀，溫度為T₀，O、A、D三點在同一直線上，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A．
（1）由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中

A．氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
B．氣體體積增大，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C．氣體溫度升高，每個氣體分子的動能都會增大
D．氣體的密度不變
（2）在上述過程中，氣體對外做功為5J，內(nèi)能增加9J，則氣體

（選“吸收”或“放出”）熱量

J．
（3）在狀態(tài)D，該氣體的密度為ρ，體積為2V₀，則狀態(tài)D的溫度為多少？該氣體的分子數(shù)為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是

A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強
B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C．根據(jù)宇宙大爆炸學說，遙遠星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線

D．愛因斯坦狹義相對論指出：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
（2）如圖所示，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=30°，棱鏡材料的折射率n=

．在此截面所在的平面內(nèi)，空氣中的一條光線平行于底邊AB從AC邊上的M點射入棱鏡，經(jīng)折射射到AB邊．光線從AC邊進入棱鏡時的折射角為

，試判斷光線能否從AB邊射出，

（填“能”或“不能”）．
（3）一列簡諧橫波由P點向Q點沿直線傳播，P、Q兩點相距1m．甲、乙分別為P、Q兩質(zhì)點的振動圖象，如圖所示，如果波長λ＞1m，則波的傳播速度為多少？

C．（選修模塊3-5）
（1）一個質(zhì)子以1.0×10⁷m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍�，已知鋁核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列判斷中正確的是

．
A．核反應方程為₁₃²⁷Al+₁¹H→₁₄²⁸Si
B．核反應方程為₁₃²⁷Al+₀¹n→₁₄²⁸Si
C．硅原子核速度的數(shù)量級為10⁷m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的數(shù)量級為10⁵m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
（2）目前，日本的“核危機”引起了全世界的矚目，核輻射放出的三種射線超過了一定的劑量會對人體產(chǎn)生傷害．三種射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)由弱到強的排列是

A．α射線，β射線，γ射線
B．β射線，α射線，γ射線
C．γ射線，α射線，β射線
D．γ射線，β射線，α射線
（3）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應可以看作是4個氫核（₁¹H）結(jié)合成1個氦核（₂⁴He），同時釋放出正電子（₁⁰e）．已知氫核的質(zhì)量為m_P，氦核的質(zhì)量為m_α，正電子的質(zhì)量為m_e，真空中光速為c．計算每次核反應中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合能．

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