當(dāng)前位置： 2023年黑龍江省哈爾濱三中高考物理二模試卷> 試題詳情

在高能粒子物理實(shí)驗(yàn)中，粒子的運(yùn)輸對軌道和運(yùn)動(dòng)時(shí)間要做到精準(zhǔn)的控制。在如圖所示的平面內(nèi)，以x軸為分界線將寬度為
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的矩形區(qū)域分成寬度相等的兩個(gè)部分，區(qū)域I為方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場。區(qū)域Ⅱ?yàn)榉较虼怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場，區(qū)域長度
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，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，x軸與磁場左右邊界垂直，x軸與右邊界的交點(diǎn)為P。離子源從O處射入速度大小不同的正離子，離子入射方向與磁場方向垂直且與x軸成60°角進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ、已知離子比荷為k,不計(jì)重力。若離子從P點(diǎn)射出，求：

（1）從O到P，離子運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間t_min；
（2）從P點(diǎn)與y軸正方向成30°角離開磁場，離子的最大入射速度v_m。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：24引用：2難度：0.5

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1．半導(dǎo)體摻雜是集成電路生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的工作，某公司開發(fā)的第一代晶圓摻雜機(jī)主要由三部分組成：離子發(fā)生器，控制器和標(biāo)靶。簡化模型如圖所示，離子發(fā)生器產(chǎn)生電量為+q,質(zhì)量為m的離子，以足夠大速度v₀沿電場的中央軸線飛入電場；控制器由靠得很近的平行金屬板A、B和相互靠近的兩個(gè)電磁線圈構(gòu)成（忽略邊緣效應(yīng)），極板A、B長為L₁，間距為d,加上電壓時(shí)兩板間的電場可當(dāng)作勻強(qiáng)電場，兩電磁線圈間的圓柱形磁場可以當(dāng)作勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系B=kI，k為常數(shù)，勻強(qiáng)電場與（柱形）勻強(qiáng)磁場的中軸線互相垂直相交，磁場橫截面的半徑為r₀；標(biāo)靶是半徑為R的單晶硅晶圓，并以晶圓圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立Oxy正交坐標(biāo)系。晶圓與勻強(qiáng)電場的中軸線垂直，與勻強(qiáng)磁場的中軸線平行，且與勻強(qiáng)電場中心和柱形勻強(qiáng)磁場中軸線的距離分別為L₂和L₃，其中R=
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。U_AB=0，I=0時(shí)，離子恰好打到晶圓的（0，0）點(diǎn)。
（1）當(dāng)I=0，U_AB=U₁時(shí)，離子恰好能打到（0，-R）點(diǎn)，求U₁的值。
（2）當(dāng)U_AB=0，I=I₁時(shí)，離子能打到點(diǎn)（R，0），求I₁的值。
（3）試導(dǎo)出離子打到晶圓上位置（x,y）與U_AB和I的關(guān)系式。（提示：tanθ=
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發(fā)布：2024/11/12 19:30:1組卷：284引用：3難度：0.1
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