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  • 1. (2024高三下·杭州月考) 如图1所示是一种质谱仪的原理图,两板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,两板间电压 , 两板间距 , 板间磁场的磁感应强度 , 下方区域存在另一磁感应强度的匀强磁场。大量氢离子()沿板间的中心线从小孔进入该装置、后经狭缝以速度垂直进入下方磁场 , 在洛伦兹力的作用下粒子打到照相底片上。氢离子()的比荷 , 其重力忽略不计,设中子和质子质量相同。求:

    (1)速度大小;

    (2)受到其他因素影响,发现从狭缝射入的氢离子速度方向有微小的发散角θ,测得 , 如图2所示,氢离子打在照相底片上会形成一条亮线,求该亮线的长度L;

    (3)在分离氢元素的三种同位素离子()时,各种离子有微小的发散角θ()外,其速度还有波动,即 , 要能有效区分出同位素离子,照相底片上亮线之间的间距应不小于相邻较短亮线长度的十分之一,则应满足什么条件?(保留两位小数)

    (4)若氢离子()以速度垂直进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力 , 发现该粒子再次到达磁场上边界时与磁场上边界相切于点M(未画出),求M点到入口的距离x。

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