1998年6月，我國科學家和工程師參與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．我們都知道組成物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核由質子和中子組成，而反物質的原子則由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、反中子、反電子等稱為反粒子．由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質量和相反的電磁性質，故可用下述方法探測：
如圖所示，設圖中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于勻強磁場B進入橫截面為MNPQ的磁譜儀，且氫原子核（H）在Ox軸上的偏轉位移x恰為其軌道半徑r的一半．試預言反氦核（He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x1．如果預言正確，當人們觀測到這樣的軌跡時就可證明已經(jīng)探測到了反氦核．

【答案】分析：（1）根據(jù)左手定則，及運動的方向，可畫出運動軌跡圖；
（2）根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供向心力，并由幾何關系，即可求解．
解答：解：反粒子在勻強磁場中運動，因為帶負電，軌跡如答圖
由qBv=得氫原子核運動半徑 r=
反氦核運動半徑 r1==2r
由幾何關系可知 O′O=rcos30°=r
CO2==r
x1=-（2r-O2C）=-（2-）r
答：反氦核的軌跡如圖，其在Ox軸上的偏轉位移．
點評：考查左手定則與牛頓第二定律的應用，學會畫出運動軌跡圖，注意幾何關系的運用．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

1998年6月，我國科學家和工程師參與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．我們都知道組成物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核由質子和中子組成，而反物質的原子則由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、反中子、反電子等稱為反粒子．由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質量和相反的電磁性質，故可用下述方法探測：
如圖所示，設圖中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于勻強磁場B進入橫截面為MNPQ的磁譜儀，且氫原子核（
 
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H）在Ox軸上的偏轉位移x0恰為其軌道半徑r的一半．試預言反氦核（
 
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He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x1．如果預言正確，當人們觀測到這樣的軌跡時就可證明已經(jīng)探測到了反氦核．

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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．我們知道物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核是由質子和中子組成，而反物質的原子則是由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、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量及相反的電磁性質，故可用下述方法探測：如圖所示，設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（
 
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H）原子核在Ox軸上的偏轉位移為x0，且恰為其軌道半徑的一半．
（1）請畫出反氫核（
 
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H）和反氦核（
 
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He）的軌跡；
（2）求出它們在Ox軸上的偏轉位移x1和x2．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)我們知道，反粒子與正粒子有相同的質量，卻帶有等量的異號電荷．物理學家推測，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子組成的反物質存在.1998年6月，我國科學家研制的阿爾法磁譜儀由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機搭載升空，尋找宇宙中反物質存在的證據(jù)．磁譜儀的核心部分如圖所示，PQ、MN是兩個平行板，它們之間存在勻強磁場區(qū)，磁場方向與兩板平行．宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直PQ進入勻強磁場區(qū)，在磁場中發(fā)生偏轉，并打在附有感光底片的板MN上，留下痕跡．假設宇宙射線中存在氫核、反氫核、氦核、反氦核四種粒子，它們以相同速度v從小孔O垂直PQ板進入磁譜儀的磁場區(qū)，并打在感光底片上的a、b、c、d四點，已知氫核質量為m，電荷量為e，PQ與MN間的距離為L，磁場的磁感應強度為B．
（1）指出a、b、c、d四點分別是由哪種粒子留下的痕跡？（不要求寫出判斷過程）
（2）求出氫核在磁場中運動的軌道半徑；
（3）反氫核在MN上留下的痕跡與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

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．我們知道物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核是由質子和中子組成，而反物質的原子則是由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、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量及相反的電磁性質，故可用下述方法探測：如圖14所示，設圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強磁場B方向（）進入橫截面為MNPQ的磁譜儀時速度相同，若氫（）原子核在Ox軸上的偏轉位移為，且恰為其軌道半徑的一半．

（1）請畫出反氫核（）和反氦核（）的軌跡；

（2）求出它們在Ox軸上的偏轉位移和．

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科目：高中物理 來源： 題型：

科學家推測，宇宙中可能有由反粒子組成的反物質存在，反粒子與正粒子有相同的質量，卻帶有等量的異號電荷..1998年6月，我國科學家研制的阿爾法磁譜儀由美國“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機搭載升空，尋找宇宙中反物質存在的證據(jù).磁譜儀的核心部分如圖所示，PQ、MN是兩個平行板，它們之間存在勻強磁場區(qū)，磁場方向與兩板平行.宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直PQ進入勻強磁場區(qū)，在磁場中發(fā)生偏轉，并打在附有感光底片的板MN上，留下痕跡.假設宇宙射線中存在氫核、反氫核、氦核、反氦核四種粒子，它們以相同速度v從小孔O垂直PQ板進入磁譜儀的磁場區(qū)，并打在感光底片上的a、b、c、d四點，已知氫核質量為m，電荷量為e，PQ與MN間的距離為L，磁場的磁感應強度為B.

 

（1）指出a、b、c、d四點分別是由哪種粒子留下的痕跡?（不要求寫出判斷過程）

（2）求出氫核在磁場中運動的軌道半徑.

（3）反氫核在MN上留下的痕跡與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少?

 

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