Question

【題目】真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A，B之間有加速電場，C，D之間有偏轉(zhuǎn)電場，M為熒光屏。現(xiàn)有質(zhì)子、氘核和α粒子均由A板從靜止開始被加速電場加速后垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，最后打在熒光屏上。已知質(zhì)子、氘核和α粒子的質(zhì)量之比為1∶2∶4，電荷量之比為1∶1∶2，不計(jì)粒子重力，則下列說法中正確的是：（）

A. 三種粒子打到熒光屏上的位置相同

B. 三種粒子從B板運(yùn)動到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同

C. 偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為1∶2∶2

D. 偏轉(zhuǎn)電場的電場力對三種粒子做功之比為1∶2∶4

Answer 1

【答案】A

【解析】

三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，飛出電場后做勻速直線運(yùn)動，兩個過程中水平方向是速度相同的勻速直線運(yùn)動，根據(jù)動能定理求出加速獲得的速度表達(dá)式，可分析從B板運(yùn)動到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間關(guān)系．根據(jù)推論分析粒子偏轉(zhuǎn)距離與加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系，分析粒子打到熒光屏上的位置關(guān)系．根據(jù)W=qEy，分析電場力做功之比．

設(shè)加速電壓為，偏轉(zhuǎn)電壓為，偏轉(zhuǎn)極板的長度為L，板間距離為d；在加速電場中，由動能定理得，得加速獲得的速度為，三種粒子從B板運(yùn)動到熒光屏的過程，水平方向做速度為的勻速直線運(yùn)動，由于三種粒子的比荷不同，則不同，所以三種粒子從B板運(yùn)動到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同，根據(jù)推論，可知，y與粒子的種類、質(zhì)量、電量無關(guān)，故三種粒子偏轉(zhuǎn)距離相同，打到熒光屏上的位置相同。A正確B錯誤；偏轉(zhuǎn)電壓的電場力做功為，則W與q成正比，三種粒子的電荷量之比為1：1：2，則有電場力對三種粒子做功之比為1：1：2，CD錯誤．