题目内容
1998年6月，我国科学家和工程师参与研制的阿尔法磁谱仪由发现号航天飞机搭载升空，探测宇宙中是否有反物质．我们都知道组成物质的原子是由带正电的原子核及带负电的电子组成，原子核由质子和中子组成，而反物质的原子则由带负电的反原子核及带正电的正电子组成，反原子核由反质子和反中子组成．与质子、中子、电子等这些物质粒子相对应的反质子、反中子、反电子等称为反粒子．由于反粒子具有与相应粒子完全相同的质量和相反的电磁性质，故可用下述方法探测：如图所示，设图中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于匀强磁场B进入横截面为MNPQ的磁谱仪，且氢原子核（
H）在Ox轴上的偏转位移x恰为其轨道半径r的一半．试预言反氦核（
He）的轨迹及其在Ox轴上的偏转位移x1．如果预言正确，当人们观测到这样的轨迹时就可证明已经探测到了反氦核．
【答案】分析：（1）根据左手定则，及运动的方向，可画出运动轨迹图；
（2）根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力，并由几何关系，即可求解．
解答：
解：反粒子在匀强磁场中运动，因为带负电，轨迹如答图
由qBv=
得氢原子核运动半径 r=
反氦核运动半径 r1=
=2r
由几何关系可知 O′O=rcos30°=
r
CO2=
=
r
x1=-（2r-O2C）=-（2-
）r
答：反氦核的轨迹如图，其在Ox轴上的偏转位移
．
点评：考查左手定则与牛顿第二定律的应用，学会画出运动轨迹图，注意几何关系的运用．
（2）根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力，并由几何关系，即可求解．
解答：
解：反粒子在匀强磁场中运动，因为带负电，轨迹如答图由qBv=
得氢原子核运动半径 r=反氦核运动半径 r1=
=2r由几何关系可知 O′O=rcos30°=
rCO2=
=rx1=-（2r-O2C）=-（2-
）r答：反氦核的轨迹如图，其在Ox轴上的偏转位移
．点评：考查左手定则与牛顿第二定律的应用，学会画出运动轨迹图，注意几何关系的运用．
练习册系列答案
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（2005?深圳一模）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，探测宇宙中是否有反物质．我们知道物质的原子是由带正电的原子核及带负电的电子组成，原子核是由质子和中子组成，而反物质的原子则是由带负电的反原子核及带正电的正电子组成，反原子核由反质子和反中子组成．与质子、中子、电子等这些物质粒子相对应的反质子、反中子、反电子等均称为反粒子．由于反粒子具有与相应粒子完全相同的质量及相反的电磁性质，故可用下述方法探测：如图所示，设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B方向（O′O）进入横截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同，若氢（
我们知道，反粒子与正粒子有相同的质量，却带有等量的异号电荷．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.1998年6月，我国科学家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，磁场的磁感应强度为B．
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，探测宇宙中是否有反物质．我们知道物质的原子是由带正电的原子核及带负电的电子组成，原子核是由质子和中子组成，而反物质的原子则是由带负电的反原子核及带正电的正电子组成，反原子核由反质子和反中子组成．与质子、中子、电子等这些物质粒子相对应的反质子、反中子、反电子等均称为反粒子．由于反粒子具有与相应粒子完全相同的质量及相反的电磁性质，故可用下述方法探测：如图14所示，设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B方向（
）进入横截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同，若氢（
）原子核在Ox轴上的偏转位移为
，且恰为其轨道半径的一半．
）和反氦核（
）的轨迹；
和
．