2024版新教材高中物理核心素养提升1教科版选择性必修第二册

核心素养提升1情境1CT扫描——模型建构1.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测．图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示．图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调整后电子束从静止起先沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点，则()A．M处的电势高于N处的电势B．增大M、N之间的加速电压可使P点左移C．偏转磁场的方向垂直于纸面对外D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移情境2霍尔推动器——模型建构2.(多选)据报道，我国空间站(图甲)安装了现代最先进的霍尔推动器用以空间站的轨道维持．如图乙所示，在很窄的某圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感应强度大小可近似认为到处相等；垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场(图中没画出)，磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等．已知电子电荷量为e，质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动．则以下说法正确的是()A．电场方向垂直环平面对外B．电子做匀速圆周运动的周期为eq\f(2πR,v)C．垂直环平面的磁感应强度大小为eq\f(mv,eR)D．电场强度大小为eq\f(mv2,eR)情境3离子推动器——模型建构3.如图1所示的离子推动器，是太空飞行器常用的动力系统，图2为其简化原理图．截面半径为R的圆柱腔分为两个区，Ⅰ为电离区，用高速电子轰击氙粒子，使其电离获得一价正离子，Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线eq\f(R,3)处的C点持续射出电子，假设电子仅在垂直于轴线的横截面上运动，如图3所示，磁场的方向垂直于纸面对外，电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角，电子能到达的区域越大，电离效果越好．Ⅱ为加速区，两侧面间的电压为U，Ⅰ区产生的正离子以接近零的初速度进入Ⅱ区，获得肯定速率后从右侧喷出．已知电子质量为m、电荷量为e，正离子质量为M.(1)求正离子从右侧喷出的速率；(2)若单位时间内从右侧喷出的离子为N个，求推动器获得的动力；(3)当α为30°时，要获得更好的电离效果，求射出电子的最大速率vmax.情境4“数学圆”法在磁场中的应用4.(多选)一有界匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面对外，其边界如图中虚线所示，其中射线bc足够长，∠abc＝135°，其他地方磁场的范围足够大．一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，以下说法正确的是()A．从ab边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等B．从a点入射的粒子速度越大，在磁场中运动的时间越长C．粒子在磁场中的最长运动时间不大于eq\f(πm,qB)D．粒子在磁场中的最长运动时间不大于eq\f(3πm,2qB)5．(多选)利用磁聚焦和磁控束可以变更一束平行带电粒子的宽度，人们把此原理运用到薄膜材料制备上，使芯片技术得到飞速发展．如图，宽度为r0的带正电粒子流水平向右射入半径为r0的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B0，这些带电粒子都将从磁场圆上O点进入正方形区域，正方形过O点的一边与半径为r0的磁场圆相切．在正方形区域内存在一个面积最小的匀强磁场区域，使汇聚到O点的粒子经过该磁场区域后宽度变为2r0，且粒子仍沿水平向右射出，不考虑粒子间的相互作用力及粒子的重力，下列说法正确的是()A．正方形区域中匀强磁场的磁感应强度大小为2B0，方向垂直纸面对里B．正方形区域中匀强磁场的磁感应强度大小为eq\f(1,2)B0，方向垂直纸面对里C．正方形区域中匀强磁场的最小面积为2(π－2)req\o\al(