質(zhì)譜儀是一種分離和檢測(cè)同位素的重要工具，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。區(qū)域Ⅰ為粒子加速器，加速電壓為U₁（未知）；區(qū)域Ⅱ?yàn)樗俣冗x擇器，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₁，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)方向水平向左，板間電壓為U₂，板間距離為d；區(qū)域Ⅲ為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B₂，方向垂直紙面向里。讓氫的兩種同位素氕核

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H和氘核

2

1

H，從同一位置A由靜止出發(fā)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ，設(shè)氕核

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H的質(zhì)量為m,若氕核

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H恰好沿圖中虛線(xiàn)經(jīng)區(qū)域Ⅱ從邊界線(xiàn)MN上的O點(diǎn)射入?yún)^(qū)域Ⅲ，擊中位于邊界線(xiàn)MN的照相底片的P點(diǎn)。忽略空氣阻力、粒子重力及粒子間相互作用力。
（1）求氕核

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H進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的速度v的大小；
（2）現(xiàn)將區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的電壓分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，使氘核

2

1

H經(jīng)區(qū)域Ⅱ同樣沿直線(xiàn)從O點(diǎn)射入?yún)^(qū)域Ⅲ，也恰好擊中位于邊界線(xiàn)MN的照相底片的P點(diǎn)，求區(qū)域Ⅰ和Ⅱ前后兩次電壓

U

1

U

1

′

和

U

2

U

2

′

的比值；
（3）如果保持區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ的板間電壓U₁（未知）、U₂不變，氘核

2

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H可以從區(qū)域Ⅱ飛出，請(qǐng)簡(jiǎn)要分析說(shuō)明氘核

2

1

H是從O點(diǎn)左側(cè)還是右側(cè)通過(guò)邊界線(xiàn)MN？測(cè)得氘核

2

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H通過(guò)邊界MN時(shí)離O點(diǎn)的距離為

d

′

=

2

m

U

2

qd

B

2

1

，求氘核

2

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H離開(kāi)區(qū)域Ⅱ時(shí)垂直于照相底片邊界線(xiàn)MN的速度豎直分量v_y。