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题型:解答题 题类: 难易度:困难

2025届湖南省衡阳市衡阳县高三上学期第一次模拟考试物理试题

如图所示,平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里,第二象限内磁场方向垂直纸面向外。第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q()的粒子甲从点以一定初速度释放,初速度方向与x轴正方向的夹角为 , 从点垂直y轴进入第四象限磁场区域,然后从点垂直x轴进入第一象限,同时在p点释放一质量为、电量为q()、速度为的带电粒子乙,且速度方向垂直于x轴向上。不计粒子重力及甲乙两粒子间的相互作用,求:

(1)甲粒子进入第四象限时的速度

(2)匀强电场的大小E;

(3)粒子甲第n次经过y轴时,甲乙粒子间的距离d;

(4)当甲粒子第一次经过y轴时在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求甲粒子的最大速度

举一反三
在芯片制作过程中,对离子注入的位置精度要求极高,通过如图所示的装置可实现离子的高精度注入。立方体区域的边长为L,以O点为原点,分别为x轴、y轴和z轴的正方向建立空间坐标系。在平面的左侧有一对平行金属板M、N,板M、N与面平行,板间距离为d,M、N两板间加有电压,板间同时存在沿x轴负方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。在板中间的P点有一离子发射源,能沿平行y轴正方向发射质量为m、电荷量为、速率不同的离子,立方体的面为一薄挡板,仅在其中心D处开有一小孔供离子(可视为单个离子)进入,D点与P点等高,P、D连线垂直挡板。立方体的面为水平放置的薄硅片,E、F分别为的中点。当板M、N间的电压大小为且立方体内匀强磁场的方向沿方向时,由D点进入的离子恰好注入到硅片边上,且速度与边垂直。不计离子间的相互作用力、离子的重力和离子碰撞后的反弹。

(1)由D点进入的离子速度大小

(2)立方体内匀强磁场的磁感应强度大小;

(3)通过调整板M、N间电压,可以控制离子在y轴方向上的注入;通过改变立方体内磁场的方向,可以控制离子在x轴方向上的注入。假设板M、N间的电压大小为 , 立方体内的磁场磁感应强度大小不变、方向始终垂直于y轴,为保证进入立方体的离子均能注入硅片且硅片的全部区域都有离子注入,求的取值范围。

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