1 . 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
2 . 根据牛顿力学经典理论,只要物体的初始条件和受力情况确定,就可以推知物体此后的运动情况。
情境1:如图1所示,空间存在水平方向的匀强磁场(垂直纸面向里),磁感应强度大小为B,在磁场中M点处有一质量为m、电荷量为的带电粒子。已知重力加速度g。
(1)若使带电粒子获得某一水平向右的初速度,恰好做匀速直线运动,求该速度的大小;
(2)若在M点静止释放该粒子,其运动将比较复杂。为了研究该粒子的运动,可以应用运动的合成与分解的方法,将它为零的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子运动过程中的最大速率。
情境2:质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成,如图2所示。已知速度选择器的两极板间的电场强度为E,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子,经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入,部分离子通过小孔后进入分离器的偏转磁场中。打在感光区域P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,测得P到点的距离为。不计离子的重力及离子间的相互作用,不计小孔O、的孔径大小。
(1)当从O点入射的离子速度满足时,在分离器的感光板上会形成有一定宽度的感光区域。求该感光区域的宽度D;
(2)针对情形(1),为了提高该速度选择器的速度选择精度,请你提出可行的方案。
情境1:如图1所示,空间存在水平方向的匀强磁场(垂直纸面向里),磁感应强度大小为B,在磁场中M点处有一质量为m、电荷量为的带电粒子。已知重力加速度g。
(1)若使带电粒子获得某一水平向右的初速度,恰好做匀速直线运动,求该速度的大小;
(2)若在M点静止释放该粒子,其运动将比较复杂。为了研究该粒子的运动,可以应用运动的合成与分解的方法,将它为零的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子运动过程中的最大速率。
情境2:质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成,如图2所示。已知速度选择器的两极板间的电场强度为E,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子,经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入,部分离子通过小孔后进入分离器的偏转磁场中。打在感光区域P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,测得P到点的距离为。不计离子的重力及离子间的相互作用,不计小孔O、的孔径大小。
(1)当从O点入射的离子速度满足时,在分离器的感光板上会形成有一定宽度的感光区域。求该感光区域的宽度D;
(2)针对情形(1),为了提高该速度选择器的速度选择精度,请你提出可行的方案。
您最近一年使用:0次
3 . 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。
您最近一年使用:0次
4 . 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、,其中。从同一位置A点由静止出发通过同一加速电场加速后进入速度选择器,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,方向垂直纸面向外。在边界线ab下方有方向垂直纸面向外、大小为的匀强磁场。忽略粒子间的相互作用力及所受重力。若质量为的原子核恰好沿直线(图中虚线)从O点射入磁场。求:
(1)加速电场的电压大小,
(2)质量为的原子核进入速度选择器时的速度大小;
(3)质量为的原子核离开速度选择器进入ab边界下方的磁场时,离点的距离为d,若,,则质量为的原子核第一次打到ab边界距点的距离。
(1)加速电场的电压大小,
(2)质量为的原子核进入速度选择器时的速度大小;
(3)质量为的原子核离开速度选择器进入ab边界下方的磁场时,离点的距离为d,若,,则质量为的原子核第一次打到ab边界距点的距离。
您最近一年使用:0次
名校
5 . 同位素分析仪如图(a)所示,感光胶片在x轴垂直纸面放置,取O为坐标原点,y轴垂直纸面向内。离子从离子源飘出,经加速电压U加速后沿直线进入磁感应强度为B的匀强磁场,经磁场偏转半个周期后离子打在放在OC的胶片上,使胶片曝光。两种离子的电荷量均为q,质量分别为m和。离子均匀进入加速电场的速度不计,加速电压为U。不考虑相对论效应及离子间的相互作用,不考虑电场变化产生的磁场。
(1)两种离子在胶片上感光位置的距离;
(2)若磁场的磁感应强度在范围内变化,能使两种离子在胶片上的痕迹能分开,求的最大值;
(3)若在磁场区域加一个向内的匀强电场E,磁感应强度仍为B,离子源包含各种比荷的离子,这些离子在胶片上痕迹的曲线方程;
(4)对质量m、电量q的离子,加上图(b)和图(c)的电压和电场,离子在电场及磁场中运动的时间远小于电压的变化周期,求胶片上感光区域的面积,并判断感光区域内离子是否均匀打在上面。
(1)两种离子在胶片上感光位置的距离;
(2)若磁场的磁感应强度在范围内变化,能使两种离子在胶片上的痕迹能分开,求的最大值;
(3)若在磁场区域加一个向内的匀强电场E,磁感应强度仍为B,离子源包含各种比荷的离子,这些离子在胶片上痕迹的曲线方程;
(4)对质量m、电量q的离子,加上图(b)和图(c)的电压和电场,离子在电场及磁场中运动的时间远小于电压的变化周期,求胶片上感光区域的面积,并判断感光区域内离子是否均匀打在上面。
您最近一年使用:0次
23-24高三上·河北沧州·阶段练习
6 . 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。
您最近一年使用:0次
22-23高二上·河北邢台·阶段练习
7 . 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。
您最近一年使用:0次
22-23高三上·辽宁朝阳·期末
8 . 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
22-23高二上·江苏南通·期末
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:12.4质谱仪-2024年高考物理一轮复习100考点100讲
(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)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(‖)
2021·浙江·高考真题
真题
名校
10 . 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
|
10838次组卷
|
24卷引用: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
(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(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(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)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)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)