1 . 质谱仪是检测和分离同位素的仪器。如图,速度选择器的磁感应强度为,方向垂直纸面向里,电场强度为。分离器中磁感应强度为,方向垂直纸面向外。离子室内充有大量氦的同位素离子,经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点平行于极板进入,选择出的部分离子通过小孔进入分离器的磁场中,在底片上形成3个有一定宽度分别对应、和三种离子的感光区域。第一片感光区域的中心到点的距离为。忽略离子的重力及相互间作用力,不计小孔的孔径。
(1)求沿直线运动通过速度选择器,并打在感光区域中心点离子的速度及比荷;
(2)以速度为从点射入的离子,其在速度选择器中的运动可视为速度为的匀速直线运动和速度为的匀速圆周运动的合运动﹐感光板上要出现3个有一定宽度的感光区域,求该速度选择器极板的最小长度;
(3)在(2)的情况下,为能区分3种离子,求该速度选择器的极板间最大间距。
(1)求沿直线运动通过速度选择器,并打在感光区域中心点离子的速度及比荷;
(2)以速度为从点射入的离子,其在速度选择器中的运动可视为速度为的匀速直线运动和速度为的匀速圆周运动的合运动﹐感光板上要出现3个有一定宽度的感光区域,求该速度选择器极板的最小长度;
(3)在(2)的情况下,为能区分3种离子,求该速度选择器的极板间最大间距。
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2 . 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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2021·浙江宁波·模拟预测
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3 . 如图所示为一同位素原子核分离器的原理图。有两种同位素,电荷量为q,质量分别为m1,m2,其中。从同一位置A点由静止出发通过同一加速电场进入速度选择器,速度选择器中的电场强度为E,方向向右,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面。在边界线ab下方有垂直纸面向外的匀强磁场B1(B1大小未知)。忽略粒子间的相互作用力及所受重力。若质量为m1的原子核恰好沿直线(图中虚线)从O点射入下方磁场。
(1)判断速度选择器中磁场的方向,并求质量为m2的核进入速度选择器时的速度。
(2)质量为m2的原子核离开速度选择器时在O点左侧还是右侧?设其通过ab边界时,离O点的距离为d,其中,求该原子核离开ab边界时垂直于ab边界的速度分量。
(3)接上一问,若已知,当磁场B1大小为多少时,两种同位素核第一次回到ab边界,将击中ab边界上同一点。
(1)判断速度选择器中磁场的方向,并求质量为m2的核进入速度选择器时的速度。
(2)质量为m2的原子核离开速度选择器时在O点左侧还是右侧?设其通过ab边界时,离O点的距离为d,其中,求该原子核离开ab边界时垂直于ab边界的速度分量。
(3)接上一问,若已知,当磁场B1大小为多少时,两种同位素核第一次回到ab边界,将击中ab边界上同一点。
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名校
4 . 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:【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
【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(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