1 . 如图所示的质谱仪由粒子室、加速电场、速度选择器和偏转磁场四部分组成。加速电场的加速电压为U,速度选择器中的电场强度为E,磁感应强度为(未知),磁场方向垂直纸面向里。粒子室内充有大量和,粒子从狭缝飘入加速电场的初速度不计,经加速电场加速后从狭缝垂直于电场及磁场进入速度选择器中,沿直线通过速度选择器,从O点垂直于偏转磁场的边界射入偏转磁场。自O点正下方某点垂直于偏转磁场边界射入偏转磁场。在偏转磁场边界处放置两个粒子收集装置(图中未画出),收集两种粒子。不计粒子的重力、粒子间的相互作用。设质子和中子的质量均为m,质子的电荷量为e。求:
(1)速度选择器中磁场的磁感应强度;
(2)速度选择器板长L;
(3)如果右侧磁场的磁感应强度也为,求两种粒子收集装置的距离d。
(1)速度选择器中磁场的磁感应强度;
(2)速度选择器板长L;
(3)如果右侧磁场的磁感应强度也为,求两种粒子收集装置的距离d。
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2 . 质谱仪的原理图如图所示,由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场(图中未画出)。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后,进入速度选择器,并能沿直线穿过速度选择器,从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E,A点到C点的距离为x,带电粒子所受的重力可忽略不计。求:
(1)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(2)加速电场的电势差U。
(1)速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向;
(2)加速电场的电势差U。
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3 . 如图所示为质谱仪的结构图,该质谱仪由两部分组成,速度选择器与偏转磁场,已知速度选择器中的磁感应强度大小为、电场强度大小为E,荧光屏下方磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为,三种电荷量均为q、质量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O进入偏转磁场,最终粒子分别打在荧光屏上的、、位置处,相对应的三种粒子的质量分别为、、(三种粒子的质量均未知),忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.如果M板带正电,则速度选择器中磁场方向垂直纸面向外 |
B.打在位置的粒子速度最大 |
C.打在位置的粒子质量最大 |
D.如果,则 |
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2023·重庆·二模
4 . 离子注入是芯片制造中一道重要工序,如图是其工作示意图,离子源发出质量为m的离子沿水平方向进入速度选择器,然后从M点进入磁分析器(截面为内外半径分别为和的四分之一圆环),从N点射出,M、N分别为磁分析器边界和边界的中点,接着从棱长为L的正方体偏转系统上表面中心沿竖直注入,偏转后落在与偏转系统底面平行的距离为的水平面晶圆上(O为坐标原点)。已知各器件的电场强度均为E,磁感应强度均为B,偏转系统中的电场、磁场方向与晶圆面x轴正方向同向。不计离子重力,打在晶圆上的离子,经过偏转系统的角度都很小。当很小时,有。求:
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出来离子的电荷量;
(2)偏转系统仅加电场时,离子在穿出偏转系统整个过程中电势能的变化量;
(3)偏转系统仅加磁场时,离子注入晶圆的位置坐标(用、及L表示)。
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v及磁分析器选择出来离子的电荷量;
(2)偏转系统仅加电场时,离子在穿出偏转系统整个过程中电势能的变化量;
(3)偏转系统仅加磁场时,离子注入晶圆的位置坐标(用、及L表示)。
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名校
5 . 如图为质谱仪的示意图。已知速度选择器两极板间的匀强电场场强为E,磁感应强度为B1,分离器中磁感应强度为B2。大量某种离子,经电场加速后从O平行于极板沿极板中间进入,部分离子通过小孔O′后垂直边界进入偏转磁场中,在底片上形成了宽度为x的感光区域,测得感光区域的中心P到O′点的距离为D。不计离子的重力、离子间的相互作用、小孔O′的孔径。
(1) 已知打在P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,求该离子的速度v0和比荷;
(2) 若进入分离器的速度略有变化,求击中感光区域内离子的速度范围;
(3) 已知以v=v0±Δv的速度从O点射入的离子,其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为Δv的匀速圆周运动的合运动,试求该速度选择器极板的最小长度L和最小宽度d。
(1) 已知打在P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,求该离子的速度v0和比荷;
(2) 若进入分离器的速度略有变化,求击中感光区域内离子的速度范围;
(3) 已知以v=v0±Δv的速度从O点射入的离子,其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为Δv的匀速圆周运动的合运动,试求该速度选择器极板的最小长度L和最小宽度d。
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2022-01-26更新
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1266次组卷
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5卷引用:辽宁省大连市滨城联盟2022-2023学年高三上学期期中物理试题(‖)
辽宁省大连市滨城联盟2022-2023学年高三上学期期中物理试题(‖)(已下线)12.4质谱仪-2024年高考物理一轮复习100考点100讲(已下线)2019人教版课后习题 选择性必修2 第一章 复习与提高B 例题及课后题变式题江苏省南通市海门区2021-2022学年高二上学期期末教学质量调研物理试题福建省厦门外国语学校2021-2022学年高二下学期期末模拟物理试题(二)
20-21高二下·山东济宁·期中
6 . 如图所示为质谱仪的工作原理图,它由加速电场、速度选择器(磁场方向垂直纸面)和偏转磁场构成。四种电荷量相等,电性相同、质量不同的粒子a,b,c,d由O点处的粒子源竖直向下射入加速电场(粒子a,b,c的初速度相同),四种粒子经过一段时间到达图中不同的位置,粒子的重力以及粒子间的相互作用均不计。则下列说法正确的是( )
A.粒子可能带负电 |
B.速度选择器中磁场的方向垂直纸面向里 |
C.粒子c在O点的初速度大于粒子d在O点的初速度 |
D.粒子d的质量大于粒子c的质量 |
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2021-05-08更新
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606次组卷
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3卷引用:第06练 磁场对运动电荷的作用-2022年【暑假分层作业】高二物理(人教版2019)
(已下线)第06练 磁场对运动电荷的作用-2022年【暑假分层作业】高二物理(人教版2019)1.4洛伦兹力与现代技术 随堂演练-粤教版(2019)选择性必修第二册山东省济宁市泗水县2020-2021学年高二下学期期中物理试题
2021·浙江·高考真题
真题
名校
7 . 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入工作原理示意图,离子经加速后沿水平方向进入速度选择器,然后通过磁分析器,选择出特定比荷的离子,经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆(硅片)。速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向均垂直纸面向外;速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为E,方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之一圆环,其两端中心位置M和N处各有一个小孔;偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体,其偏转系统的底面与晶圆所在水平面平行,间距也为L。当偏转系统不加电场及磁场时,离子恰好竖直注入到晶圆上的O点(即图中坐标原点,x轴垂直纸面向外)。整个系统置于真空中,不计离子重力,打在晶圆上的离子,经过电场和磁场偏转的角度都很小。当α很小时,有,。求:
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷;
(2)偏转系统仅加电场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示;
(3)偏转系统仅加磁场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示;
(4)偏转系统同时加上电场和磁场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示,并说明理由。
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷;
(2)偏转系统仅加电场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示;
(3)偏转系统仅加磁场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示;
(4)偏转系统同时加上电场和磁场时离子注入晶圆的位置,用坐标(x,y)表示,并说明理由。
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2021-01-09更新
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10836次组卷
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24卷引用:《2021届高考物理二轮复习考点优化训练》:磁场计算题
(已下线)《2021届高考物理二轮复习考点优化训练》:磁场计算题2021届天津市普通高中高三学业水平等级性考试物理模拟试题(三)(已下线)2022年高考物理一轮复习真题考点分类训练-专题7 磁场及其综合应用(已下线)专题21 电学计算题-2021年高考真题和模拟题物理分项汇编(已下线)2022年高考考前20天终极冲刺攻略(三)【物理】 -倒计时第11天 磁场2023版 优化设计 高考总复习 第十章 专题5带电粒子在复合场中的运动(已下线)专题13 磁场(一)-十年(2013-2022)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)专题3.4 带电粒子在复合场运动(练)-2023年高考物理二轮复习讲练测(新高考专用)(已下线)专题7.4 计算题高考新动向-2023届高考物理二、三轮复习总攻略(已下线)专题20 电学综合计算题-学易金卷:五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)13.10电磁感应+带电粒子在电磁场中运动-2024年高考物理一轮复习100考点100讲2023届天津市西青区杨柳青第一中学高三下学期全真模拟检测物理试题(已下线)12.12粒子在立体空间电磁场中的运动-2024年高考物理一轮复习100考点100讲(已下线)专题45 带电粒子在有边界磁场运动-学易金卷:十年(2014-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)11.5 专题 洛伦兹力与现代科技(讲)2024步步高大二轮 第一篇 专题三 培优点6 带电粒子在立体空间的运动(已下线)14讲 带电粒子在电磁场中的综合应用 (讲)2021届浙江省1月普通高校招生选考物理试题2021届江苏省常州市前黄高级中学高三下学期一模适应性考试物理试题广东省韶关市武江区广东北江实验中学2020-2021学年高二下学期第一次月考物理试题(已下线)专题20 电学计算题——2020-22年三年浙江卷高考汇编(已下线)专题11 磁场——2018-22年五年浙江卷高考汇编(已下线)专题11 磁场——2020-22年三年浙江卷高考汇编(已下线)专题20 电学计算题——2018-22年五年浙江卷高考汇编
名校
8 . 如图所示,两平行金属板P、Q水平放置,上极板带正电,下极板带负电;板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出).一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,经过半个周期后打在挡板MN上的A点.不计粒子重力.则下列说法不正确 的是
A.此粒子一定带正电 |
B.P、Q间的磁场一定垂直纸面向里 |
C.若另一个带电粒子也能做匀速直线运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比 |
D.若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比 |
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2017-05-18更新
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560次组卷
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4卷引用:2017届北京市丰台区高三5月综合练习(二模)理综物理试卷
2017届北京市丰台区高三5月综合练习(二模)理综物理试卷(已下线)2018年11月19日 《每日一题》人教选修3-1-带电粒子在组合场中的运动【全国百强校】重庆市沙坪坝区重庆第八中学2018-2019学年高二第一学期月考物理试题(已下线)2019年11月18日 每日一题 选修3-1-带电粒子在组合场中的运动
名校
9 . 质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,如图所示,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外.一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子,沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为△x,粒子所带电荷量为q,且不计重力,求:
(1)求粒子进入磁场B2时的速度v的大小.
(2)求打在a、b两点的粒子质量之差△m.
(3)比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系,并说明理由.
(1)求粒子进入磁场B2时的速度v的大小.
(2)求打在a、b两点的粒子质量之差△m.
(3)比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系,并说明理由.
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2016-12-08更新
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718次组卷
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6卷引用:宁夏银川一中2017-2018学年高二上学期第二次月考理综物理试题
真题
名校
10 . 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义.如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动.离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I.不考虑离子重力及离子间的相互作用.
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化.若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化.若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
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2016-12-08更新
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3520次组卷
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7卷引用:2012年普通高等学校招生全国统一考试理综物理(天津卷)