精英家教網(wǎng)如圖所示，一質(zhì)子（氫原子核）和一個(gè)α粒子（氦原子核）從a點(diǎn)同時(shí)以相同的動(dòng)能沿垂直于磁場(chǎng)邊界且垂直于磁場(chǎng)方向射入寬度為d的有界磁場(chǎng)中，并都能從磁場(chǎng)右邊界射出，則以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A、質(zhì)子先射出磁場(chǎng)區(qū)域B、α粒子先射出磁場(chǎng)區(qū)域C、質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)D、α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)
分析：帶電粒子以一定速度垂直進(jìn)入磁場(chǎng)中，受到洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)牛頓第二定律得到運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑關(guān)系，再由周期公式分析兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系，由軌跡分析在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程關(guān)系．
解答：解：質(zhì)子和α粒子垂直射入磁場(chǎng)中都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，均由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：
qvB=m
v2
r

又粒子的動(dòng)能為：Ek=
1
2
mv2
則得：軌跡半徑為：r=
mv
qB
=
2mEk
qB

根據(jù)質(zhì)子與α粒子的比荷關(guān)系可知，兩個(gè)粒子的軌跡半徑相等，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程相等．
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為：T=
2πr
v
=
2π?
mv
qB
v
=
2πm
qB
，由于α粒子的比荷小于質(zhì)子的比荷，可知，質(zhì)子運(yùn)動(dòng)周期小于α粒子的運(yùn)動(dòng)周期，兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角相等，所以得知：質(zhì)子通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間較短，先射出磁場(chǎng)區(qū)域，故A正確，BCD錯(cuò)誤．
故選：A．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵要牛頓第二定律和動(dòng)能相等的條件，能判斷兩個(gè)粒子軌跡半徑相等，再進(jìn)行其他分析．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?深圳一模）1998年6月，我國(guó)科學(xué)家和工程師研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)搭載升空，探測(cè)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(fù)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(fù)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(duì)應(yīng)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(yīng)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(cè)：如圖所示，設(shè)圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B方向（O′O）進(jìn)入橫截面為MNPQ的磁譜儀時(shí)速度相同，若氫（
 
1
1
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(qǐng)畫(huà)出反氫核（
 
1
-1
H）和反氦核（
 
4
-2
He）的軌跡；
（2）求出它們?cè)贠x軸上的偏轉(zhuǎn)位移x1和x2．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）判斷以下說(shuō)法的正誤，在相應(yīng)的括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑體輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)
 

B．康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子有動(dòng)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(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；
B．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；
C．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上；
D．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1．
E．按下電鈕放開(kāi)卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2．
本實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是
 
，利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是
 
．
（3）2008年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍 80%～90% 的路燈將利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)來(lái)供電，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽(yáng)能集熱技術(shù)．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)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(yīng)，即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核（
 
1
1
H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（_4He）和兩個(gè)正電子（_0e）并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα=4.0015u，電子的質(zhì)量me=0.0005u． 1u的質(zhì)量相當(dāng)于931．MeV的能量．
①寫(xiě)出該熱核反應(yīng)方程；
②一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出多少M(fèi)eV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(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)C．（選修模塊 3 一 5 ） 
（ 1 ）下列說(shuō)法中正確的是
 

A．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)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(shí)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(lái)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(yīng)，測(cè)得其光電子的最大初動(dòng)能為 12.45eV，則該金屬的逸出功為
 
 eV．氫原子的能級(jí)如圖所示，現(xiàn)有一群處于 n=3 能級(jí)的氫原子向低能級(jí)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(yīng)的頻率共有
 
 種．
（ 3 ） 2011 年 3 月 11 日，日本發(fā)生 9.0級(jí)地震后爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站核泄漏，核安全問(wèn)題引起世界關(guān)注．福島核電站屬于輕水反應(yīng)堆，即反應(yīng)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
92
U俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)． 
（ a ）若鈾核
 
235
92
U俘獲一個(gè)慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了
 
139
54
Xe 和
 
94
38
Sr，試寫(xiě)出核裂變方程． 
（ b ）若快中子的減速過(guò)程可視為快中子與普通水中
 
1
1
H核發(fā)生對(duì)心正碰后減速．上述碰撞過(guò)程可簡(jiǎn)化為彈性碰撞，現(xiàn)假定某次碰撞前快中子速率為 v0，靶核
 
1
1
H核靜止．試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌伲浚ㄒ阎獨(dú)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(lái)源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（選做題）（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評(píng)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(xué)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(diǎn)在同一直線上，阿伏伽德羅常數(shù)為NA．
（1）由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過(guò)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(shí)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(gè)氣體分子的動(dòng)能都會(huì)增大
D．氣體的密度不變
（2）在上述過(guò)程中，氣體對(duì)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(shuō)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(qiáng)
B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線精英家教網(wǎng)
D．愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)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=
3
．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(diǎn)射入棱鏡，經(jīng)折射射到AB邊．光線從AC邊進(jìn)入棱鏡時(shí)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(jiǎn)諧橫波由P點(diǎn)向Q點(diǎn)沿直線傳播，P、Q兩點(diǎn)相距1m．甲、乙分別為P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，如圖所示，如果波長(zhǎng)λ＞1m，則波的傳播速度為多少？
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C．（選修模塊3-5）
（1）一個(gè)質(zhì)子以1.0×107m/s的速度撞入一個(gè)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(yīng)方程為1327Al+11H→1428Si
B．核反應(yīng)方程為1327Al+01n→1428Si
C．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)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(jí)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(jī)”引起了全世界的矚目，核輻射放出的三種射線超過(guò)了一定的劑量會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害．三種射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)由弱到強(qiáng)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(yáng)能量來(lái)源于太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核（11H）結(jié)合成1個(gè)氦核（24He），同時(shí)釋放出正電子（10e）．已知?dú)浜说馁|(zhì)量為mP，氦核的質(zhì)量為mα，正電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c．計(jì)算每次核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合能．

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