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2023年浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)高考物理模擬試卷(選考)
>
試題詳情
電子工業(yè)中,離子注入成為了微電子工藝中一種重要的摻雜技術(shù),利用磁場(chǎng)、電場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)離子的分離和注入。某同學(xué)設(shè)想的一種離子分離與注入原理如圖所示??臻g直角坐標(biāo)系O-xyz中,x軸正半軸上放置有足夠長(zhǎng)涂有熒光物質(zhì)的細(xì)棒,有離子擊中的點(diǎn)會(huì)發(fā)出熒光。在Oxy平面的上方分布有沿y軸正向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一發(fā)射帶正電離子的離子源置于坐標(biāo)原點(diǎn)O,只在Oxz平面內(nèi)不斷射出速率均為v的離子,速度方向分布在z軸兩側(cè)各為θ=37°角的范圍內(nèi),且沿各個(gè)方向的離子個(gè)數(shù)均勻分布,包含有電量相同,質(zhì)量分別為m和0.5m的兩種離子。發(fā)現(xiàn)x軸上出現(xiàn)兩條亮線,可確認(rèn)擊中右側(cè)亮線最右端到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)。不計(jì)離子間的相互作用力和離子重力,整個(gè)裝置置于真空中。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求離子的電量q;
(2)質(zhì)量0.5m的離子在x軸上的亮線長(zhǎng)度Δx
1
;
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度在(B-kB)~(B+kB)范圍內(nèi)波動(dòng)(k小于0.5,波動(dòng)周期遠(yuǎn)大于離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間),要使x軸上的兩條亮線某時(shí)刻恰好能連接成一條亮線,求k值;
(4)若某段時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B,θ角增為60°,離子源只發(fā)出質(zhì)量為m的離子。在Oxy平面的上方再施加沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在Oxy平面上某點(diǎn)(O點(diǎn)除外)垂直離子速度方向放置待注入離子的某種材料小圓板(忽略大小),可得到最大注入深度,若離子進(jìn)入該材料過程中受到的阻力恒為其速度的k倍,求該最大深度d。
【考點(diǎn)】
帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:40
引用:2
難度:0.4
相似題
1.
如圖甲所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi),ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),以平行ad向下為電場(chǎng)的正方向,垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示,圖中E
0
、B
0
、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒(可視為質(zhì)點(diǎn))源源不斷地從ad邊中點(diǎn)O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場(chǎng),若t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒,經(jīng)
T
2
時(shí)間后從c點(diǎn)離開電場(chǎng),t=
T
2
時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒,在電磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),t=
T
8
時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒從dc邊射出電磁場(chǎng)時(shí)到c點(diǎn)的距離為
7
32
L。顆粒重力不能忽略,不計(jì)顆粒之間的相互作用,重力加速度為g。求:
(1)顆粒射入電場(chǎng)時(shí)的初速度v
0
大??;
(2)B
0
的大小。
發(fā)布:2024/10/17 0:0:1
組卷:30
引用:1
難度:0.3
解析
2.
如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。M、N兩個(gè)豎直平行金屬板之間的電壓為U,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計(jì)粒子重力)從靠近N板的S點(diǎn)由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng),從電場(chǎng)的右邊界y軸上的A點(diǎn)水平向左垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的C點(diǎn)與x軸負(fù)方向成θ=60°角進(jìn)入磁場(chǎng),最后從y軸上的D點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),求:
(1)A、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U
AC
和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r;
(2)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間和從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用時(shí)間的比值。
發(fā)布:2024/10/19 0:0:1
組卷:66
引用:2
難度:0.6
解析
3.
如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy中,x軸上方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),x軸下方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶正電粒子從+y軸上的P點(diǎn),以初速度v
0
與y軸正方向成θ=53°角射入第一象限,經(jīng)x軸后恰好能通過坐標(biāo)原點(diǎn)O。已知粒子經(jīng)過x軸時(shí)與其正方向也成53°角,且OP=L,不計(jì)粒子重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比;
(2)若僅改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,使粒子從+y軸上的P點(diǎn)以同樣方式射出后,進(jìn)出磁場(chǎng)一次后又恰好能回到P點(diǎn),求改變后的磁感應(yīng)強(qiáng)度與改變前的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比。
發(fā)布:2024/10/16 9:0:1
組卷:52
引用:2
難度:0.3
解析
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