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2022-2023學(xué)年浙江省杭州市西湖區(qū)學(xué)軍中學(xué)紫金港校區(qū)高二(上)期中物理試卷
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試題詳情
在芯片制造過程中,離子注入是其中一道重要的工序。為了準(zhǔn)確的注入離子,需要在一個(gè)有限空間中用電磁場(chǎng)對(duì)離子的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行調(diào)控。現(xiàn)在,我們來研究一個(gè)類似的模型。在空間內(nèi)存在邊長(zhǎng)L=0.64m的立方體OACD-O'A'C'D',以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿OA、OO'和OD方向分別建立x、y、z軸。在OACD面的中心M處存在一粒子發(fā)射源,可在底面內(nèi)沿任意方向發(fā)射初速度為
v
0
=
8
.
0
×
1
0
4
m
/
s
,比荷
q
m
=
1
.
0
×
1
0
8
C
/
kg
的帶正電粒子(不計(jì)重力)??稍趨^(qū)域內(nèi)施加一定的勻強(qiáng)電場(chǎng)或者勻強(qiáng)磁場(chǎng),使粒子可以到達(dá)相應(yīng)的空間位置。
(1)在立方體內(nèi)施加沿y軸正向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使粒子不飛出立方體,求施加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;
(2)在立方體內(nèi)施加沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),使粒子只能從O'A'C'D'面飛出,求施加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的最小值;
(3)在立方體內(nèi)施加沿y軸正向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4.0×10
-3
T,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的最大值t
max
和最小值t
min
;
(4)在(3)問的基礎(chǔ)上再加上沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E=4.0×10
2
N/C。問(3)中最大時(shí)間和最小時(shí)間對(duì)應(yīng)的粒子能否從O'A'C'D'面飛出?若粒子不能從O'A'C'D'面飛出,請(qǐng)寫出這些粒子飛出立方體區(qū)域時(shí)的空間坐標(biāo)(x,y,z)。
【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)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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發(fā)布:2024/9/30 5:0:1
組卷:16
引用:2
難度:0.3
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?。?br />(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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