基本粒子(如质子.电子.离子.带电粒子等)在没有明确指出或暗示下.重力一般忽略不计.当研究对象为“带电微粒 .“带电尘埃 .“带电小球 时.重力一般不能忽略. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有对应的反粒子,例如质子对应有反质子,电子对应有反电子(正电子)等.反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质.物理学家推测,既然有反粒子存在,就有可能有由反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一.
1998年6月,由我国科学家研制的阿尔法质谱仪,由“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据.质谱仪的核心部分如图2所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行,宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.
(1)已知PQ与MN之间的距离为a,匀强磁场的磁感应强度为B,宇宙射线中的氢核的质量为m,带电量为e,以速度v从小孔O垂直PQ进入质谱仪的磁场区,求氢核在磁场中运动的轨道半径;
(2)求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O′点的距离b;
(3)若宇宙射线中的反氦核和反氢核以相同的速度进入质谱仪的磁场区,它们在MN上留下的痕迹分别在什么位置?它们与O′点的距离各是多大?

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构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有对应的反粒子,例如质子对应的有反质子,电子对应的有反电子(正电子)等.反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一.19986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,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQMN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行,宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.

 

  (1)已知PQMN之间的距离为a,匀强磁场的磁感应强度为B,宇宙射线中的氢核的质量为m,带电量为e,以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区.请画出它进入磁场区后轨迹的示意图,并求出氢核在磁场中运动的轨道半径.

  (2)求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O′点的距离b

  (3)若宇宙射线中的反氦核和反氢核以相同的速度进入磁谱仪的磁场区,它们在MN上留下的痕迹分别在什么位置?它们与O′点的距离各多大?

 

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构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有对应的反粒子,例如质子对应的有反质子,电子对应的有反电子(正电子)等.反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一.19986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,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQMN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行,宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.

 

  (1)已知PQMN之间的距离为a,匀强磁场的磁感应强度为B,宇宙射线中的氢核的质量为m,带电量为e,以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区.请画出它进入磁场区后轨迹的示意图,并求出氢核在磁场中运动的轨道半径.

  (2)求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O′点的距离b

  (3)若宇宙射线中的反氦核和反氢核以相同的速度进入磁谱仪的磁场区,它们在MN上留下的痕迹分别在什么位置?它们与O′点的距离各多大?

 

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构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有对应的反粒子.例如质子对应的有反质子.电子对应的有反电子(正电子)等.反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一.1998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,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQ,MN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.

假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子,它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区,并打在感光底片上的a,b,c,d四点,已知氢核质量为m,电荷量为e,PQ与MN间的距离为L,ad间的距离为2L.

(1)指出a,b,c,d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹?(不要求写出判断过程)

(2)匀强磁场的磁感应强度B为多大?

(3)bc两点之间的距离为多少?

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(按题目要求作答,写出必要的文字说明、方程和式重要演算步骤,只写出最后答案不得分)质谱仪是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.其基本结构如图所示,MIV是磁场边界.质量为m电荷量为q的带电粒子,经电势差为U的电场加速后,从0点垂直MN边界进人磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,速度方向与磁场方向垂直.最后打在MN边界上的P点.设带电粒子进入电场时的初速度为零且所受重力不计.
(1)试判断该粒子带何种电荷.
(2)求粒子进入磁场时的速率. 
(3)求OP间的距离.
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