名校
1 . 一台质谱仪工作原理如图甲所示,带电离子从孔沿速度选择器的中轴线进入正交电磁场中,已知磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,MN板电压,板间距为d,板间电场为匀强电场。离子从射出后进入垂直纸面向里,大小为的匀强磁场,经磁场偏转打在荧光屏,PQ垂直,不考虑离子间相互作用和重力的影响。
(1)离子在速度选择器中沿直线运动并通过孔,求穿出时粒子的速度;
(2)质量m、电荷量q、速度v的离子进入速度选择器时不满足匀速直线运动的条件(v略微大于匀速直线运动速度),离子的运动可视为一个沿的匀速直线运动和一个垂直磁场做匀速圆周运动的合运动,为使得离子沿初速度方向通过孔,间距离L为多少?
(3)如图乙所示,大量一价氦离子从孔垂直磁场射出,射出离子的发散角为,且左右对称。若射出离子的速度v大小为(为已知量),氦离子包括氦3和氦4离子,电荷量都是e,质量分别是和,要能在荧光屏上分辨出氦3和氦4离子,两组亮线区域的最短间距应不小于其中氦3亮线宽度区域的十分之一,则应该满足什么条件?
(1)离子在速度选择器中沿直线运动并通过孔,求穿出时粒子的速度;
(2)质量m、电荷量q、速度v的离子进入速度选择器时不满足匀速直线运动的条件(v略微大于匀速直线运动速度),离子的运动可视为一个沿的匀速直线运动和一个垂直磁场做匀速圆周运动的合运动,为使得离子沿初速度方向通过孔,间距离L为多少?
(3)如图乙所示,大量一价氦离子从孔垂直磁场射出,射出离子的发散角为,且左右对称。若射出离子的速度v大小为(为已知量),氦离子包括氦3和氦4离子,电荷量都是e,质量分别是和,要能在荧光屏上分辨出氦3和氦4离子,两组亮线区域的最短间距应不小于其中氦3亮线宽度区域的十分之一,则应该满足什么条件?
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名校
2 . 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: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
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)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
真题
名校
3 . 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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10842次组卷
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24卷引用: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
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2021届浙江省1月普通高校招生选考物理试题(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(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)
名校
4 . 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:2015-2016学年江苏无锡四校高二上期期中考试物理卷
真题
名校
5 . 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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3521次组卷
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7卷引用:江苏省苏州市昆山市震川高级中学等三校2020-2021学年高二上学期阶段性检测物理试题