Question

5．如圖，含有大量${\;}_{1}^{1}$H，${\;}_{1}^{2}$H，${\;}_{2}^{4}$He的粒子流無(wú)初速進(jìn)入某一加速電場(chǎng)，然后沿平行金屬板中心線(xiàn)上的O點(diǎn)進(jìn)A同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在熒光屏上．下列有關(guān)熒光屏上亮點(diǎn)分布的說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 出現(xiàn)三個(gè)亮點(diǎn)，偏離O點(diǎn)最遠(yuǎn)的是${\;}_{1}^{1}$H
• B． 出現(xiàn)三個(gè)亮點(diǎn)，偏離O點(diǎn)最遠(yuǎn)的是${\;}_{2}^{4}$He
• C． 出現(xiàn)兩個(gè)亮點(diǎn)
• D． 只會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)

Answer 1

分析 根據(jù)動(dòng)能定理求出粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度，將粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分解為垂直電場(chǎng)方向和沿電場(chǎng)方向，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出偏轉(zhuǎn)位移，從而進(jìn)行判斷．

解答 解：根據(jù)動(dòng)能定理得，$q{U}_{1}=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$，
粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=$\frac{L}{{v}_{0}}$，
偏轉(zhuǎn)位移y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×\frac{q{U}_{2}}{md}{t}^{2}$=$\frac{1}{2}\frac{q{U}_{2}{L}^{2}}{md{{v}_{0}}^{2}}=\frac{{U}_{2}{L}^{2}}{4{U}_{1}d}$，可知偏轉(zhuǎn)位移與粒子的電量和質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以三種粒子偏轉(zhuǎn)位移相同，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 此類(lèi)題目屬于類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，解題關(guān)鍵注意水平方向勻速，豎直方向是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性．