真题
名校
1 . 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。
您最近一年使用:0次
2021-01-09更新
|
10842次组卷
|
24卷引用:2021届浙江省1月普通高校招生选考物理试题
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)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(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
2 . 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。
您最近一年使用:0次
3 . 如图是某研究小组设计的探测宇宙空间粒子的装置截面图,间距为d的平行金属极板a、b之间存在着匀强磁场和匀强电场,其磁感应强度大小B1=B,方向垂直纸面向里,在极板a、b之间电压可在范围内调节。探测区域(包括区域Ⅰ和区域Ⅱ)内存在着两个磁场方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B2(大小未知)且可同步调节。已知两平行板C、D间距为4d,MN为板C、D的中心线,在板D内侧表面放置长为9d,厚度不计的探测板PQ,其中点与极板a、b的中心线相交于O点。以O为原点,沿D板建立x坐标轴。现有一束比荷均为k的正、负粒子平行极板a、b射入,假设只有沿直线通过极板a、b之间的粒子才能进入探测区域,忽略粒子的重力及它们之间的相互作用。
(1)若U=2kB2d2,B2=B,有一正粒子平行且靠近极板a表面进入探测区域,求该粒子打在探测板上的位置x;
(2)要使所有进入探测区域的正粒子都能打到探测板上,求B2的最大值Bm;
(3)要使所有进入探测区域的正、负粒子都能打到探测板上,且正粒子和负粒子打在探测板上的区域不重叠,求B2的取值范围。
(1)若U=2kB2d2,B2=B,有一正粒子平行且靠近极板a表面进入探测区域,求该粒子打在探测板上的位置x;
(2)要使所有进入探测区域的正粒子都能打到探测板上,求B2的最大值Bm;
(3)要使所有进入探测区域的正、负粒子都能打到探测板上,且正粒子和负粒子打在探测板上的区域不重叠,求B2的取值范围。
您最近一年使用:0次
4 . 如图甲所示为一种可用于检测和分离同位素的装置,大量带电粒子从加速电场的上边缘由静止释放,通过宽度为L的狭缝MN,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后,均打到照相底片上.若释放的粒子是质子和氘核,其电荷量均为,质量分别为m和2m,不考虑重力及粒子之间的相互作用。
(1)若加速电场的电势差为U,求质子打在照相底片上的位置到M点的最小距离;
(2)要使质子和氘核在照相底片上形成的谱线带能够完全分离,求加速电场的电势差应满足的条件;(用m、e、B、L表示)
(3)某同学将该装置的狭缝宽度减小到可忽略的程度,将狭缝下方的磁场改为水平向左、电场强度大小为E的匀强电场,并在狭缝MN下方距离为d处水平放置照相底片(如图乙),请推导静止释放的质子,通过两个电场后在照相底片上形成的谱线距狭缝的水平距离x与加速电场的电势差U的关系式,并判断该改装装置能否用于检测和分离同位素。
(1)若加速电场的电势差为U,求质子打在照相底片上的位置到M点的最小距离;
(2)要使质子和氘核在照相底片上形成的谱线带能够完全分离,求加速电场的电势差应满足的条件;(用m、e、B、L表示)
(3)某同学将该装置的狭缝宽度减小到可忽略的程度,将狭缝下方的磁场改为水平向左、电场强度大小为E的匀强电场,并在狭缝MN下方距离为d处水平放置照相底片(如图乙),请推导静止释放的质子,通过两个电场后在照相底片上形成的谱线距狭缝的水平距离x与加速电场的电势差U的关系式,并判断该改装装置能否用于检测和分离同位素。
您最近一年使用:0次
5 . 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 |
您最近一年使用:0次
6 . 我国自行设计研制的热核聚变全超导托卡马克实验装置再次创造了该类实验装置运行的世界新纪录。此装置在运行过程中,需要将加速到较高速度的离子束转变成中性粒子束,而其中还未被中性化的高速带电离子则需通过过滤装置过滤出来并剥离。所用到的过滤装置工作原理简图如图所示,混合粒子束先通过加有一定电压的两极板之间区域后,再进入极板下方的偏转磁场中,此过程中中性粒子仍会沿原方向运动并被接收器接收;而带电离子中的一部分则会先在两极板间的电场作用下发生偏转,一部分直接打在下极板,另一部分则会在穿过板间电场后进入其下方的匀强磁场区域,进一步发生磁偏转并打在吞噬板上,从而剥离吸收。已知这些带电离子电荷量为(),质量为m,两极板间距为d,所加电压为U,极板长度为2d,粒子束中所有粒子所受重力均可忽略不计,不考虑粒子间的相互作用。
(1)要使初速度为的离子能沿平行于极板的直线经过电场区域,需在极板间再施加一垂直于纸面的匀强磁场,求其磁感应强度的大小和方向;
(2)若带电离子以初速度沿直线通过极板区域后,进入下方垂直纸面向外的匀强偏转磁场区域。当磁感应强度时,要使离子能全部被吞噬板吞噬,求吞噬板所需的最小长度;
(3)若粒子束中带电粒子为初速度,且撤去了两极板间的磁场,则有部分带电离子会通过两极板间的偏转电场进入偏转磁场,已知磁场的磁感应强度大小可调,且分布范围足够宽广,吞噬板并紧靠左极板水平放置。若要保证进入偏转磁场的带电粒子最终都能被吞噬板吞噬,求磁感应强度大小的取值范围。
(1)要使初速度为的离子能沿平行于极板的直线经过电场区域,需在极板间再施加一垂直于纸面的匀强磁场,求其磁感应强度的大小和方向;
(2)若带电离子以初速度沿直线通过极板区域后,进入下方垂直纸面向外的匀强偏转磁场区域。当磁感应强度时,要使离子能全部被吞噬板吞噬,求吞噬板所需的最小长度;
(3)若粒子束中带电粒子为初速度,且撤去了两极板间的磁场,则有部分带电离子会通过两极板间的偏转电场进入偏转磁场,已知磁场的磁感应强度大小可调,且分布范围足够宽广,吞噬板并紧靠左极板水平放置。若要保证进入偏转磁场的带电粒子最终都能被吞噬板吞噬,求磁感应强度大小的取值范围。
您最近一年使用:0次
2023-04-17更新
|
698次组卷
|
3卷引用:2023届江西省吉安市高三下学期一模理综物理试题
名校
7 . 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?
您最近一年使用:0次
8 . 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)。
您最近一年使用:0次
名校
9 . 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。
您最近一年使用:0次
2022-01-26更新
|
1266次组卷
|
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
10 . 质谱仪是分析研究同位素的重要仪器。如图甲为某质谱仪的截面图,速度很小的带电粒子从O点进入电压为的加速电场,加速后经狭缝进入磁感应强度为的速度选择器,沿直线运动从狭缝S垂直直线边界MN进入磁分析器,速度与磁感应强度为的匀强磁场垂直,经偏转最终打在照相底片上。粒子质量为m、电荷量为q。不计粒子重力。求:
(1)速度选择器中匀强电场的场强大小E;
(2)和是互为同位素的原子核,若保持、、不变,改变E,原子核、沿直线通过速度选择器,最终打到照相底片的位置到狭缝S的距离之比为k,则、的质量之比;
(3)某次实验,由于加速电场和速度选择器场强出现微小波动,并考虑狭缝S有一定的宽度且为d,使得粒子从S射出时速度大小在,方向与边界MN垂直线间的夹角范围为,如图乙所示,则粒子打在照相底片上沿MN方向的宽度为多少?
(1)速度选择器中匀强电场的场强大小E;
(2)和是互为同位素的原子核,若保持、、不变,改变E,原子核、沿直线通过速度选择器,最终打到照相底片的位置到狭缝S的距离之比为k,则、的质量之比;
(3)某次实验,由于加速电场和速度选择器场强出现微小波动,并考虑狭缝S有一定的宽度且为d,使得粒子从S射出时速度大小在,方向与边界MN垂直线间的夹角范围为,如图乙所示,则粒子打在照相底片上沿MN方向的宽度为多少?
您最近一年使用:0次