1 . 速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出波长连续的电磁辐射，称为“同步辐射”。同步辐射光光谱范围宽（从远红外到X射线）。已知普朗克常量为h，光速为c，电子的质量为m、电荷量为（电子的重力忽略不计）。
1．在真空中，X射线与红外线相比，X射线的（       ）

A．频率更大

B．波长更大

C．传播速度更大

D．光子能量更高

通过加速器中获得接近光速运动的电子，若单个电子的动能为E_k，在磁场中偏转时辐射出波长为λ的X射线。2．此X射线照射逸出功为W的锌板，打出光电子的最大初动能为（       ）

A．

B．

C．

D．

3．此X射线照射在石墨表面，经石墨散射后会出现波长更长的X射线，这种现象是（       ）

A．光的色散	B．光的干涉	C．光的衍射
D．光电效应	E．康普顿效应	F．多普勒效应

4．扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使带电粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图所示。I、II是相距为L、宽度均为L的两匀强磁场区域（区域边界竖直），两磁场方向相反且垂直于纸面。电子从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，经电场加速后平行于纸面射入I区，射入时速度与水平方向的夹角θ=30°，粒子从I区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为30°。

（1）粒子进入I区时的速度大小v=_________；
（2）粒子从射入I区左边界到从I区右边界射出的过程中，洛伦兹力的冲量为_________；
（3）为使粒子能返回I区，求II区域中匀强磁场磁感应强度大小B₂应满足的条件__________。

2 . 三、阴极射线管
如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示。将阴极K和阳极A与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自K射出，并在AK间加速。从A处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知KA间加速电压为U₁，CD间偏转电压为U₂，CD板的长度为L，间距离为d，忽略粒子从阴极K发出时的初速度和重力的大小。

完成下列问题
1．自K射出的带电粒子是___________。它是由物理学家___________（选填：①卢瑟福，②汤姆孙，③玻尔，④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。
2．该粒子从阴极K发出后，向阳极A运动过程中，其电势能和动能变化情况是（　　）

A．电势能增加，动能减小	B．电势能增加，动能增加
C．电势能减小，动能增加	D．电势能减小，动能减小

3．若已知粒子离开阳极A时的速度，为使粒子束不发生偏转，
（1）在载流线圈中通入的电流方向(      )
A.a线圈中顺时针，b线圈中逆时针       B.a线圈中顺时针，b线圈中顺时针
C.a线圈中逆时针，b线圈中逆时针       D.a线圈中逆时针，b线圈中顺时针
（2）此时的磁感强度___________。
4．（计算）若已知该粒子的比荷大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设磁场和电场仅局限于CD板之间）。求
（1）粒子离开阳极A时的速度大小；
（2）粒子打到荧光屏P点时速度大小；
（3）与方向的偏转角的正切值。

3 . 人类对电磁现象的观察可以追溯到古希腊时期，千年来，正是对电与磁的探索和研究，促使发电机、电动机、电视和移动电话的出现，使人类进入电气化和信息化时代。
1．如图（a）所示是一种电磁起重机。为了安全，它是用永久磁铁制成的，它能将杂碎铁块吸住而不掉下来。在它的两臂上绕有线圈，并与电源、按钮开关S构成回路。当需要释放铁块时只要按下S，产生一个与原磁极相反的磁场而抵消原磁场，铁块便能脱落。

（1）请在图（b）中画出永久磁铁产生的一根闭合磁感线________。
（2）请在图（b）中按要求连接电路________。
2．无线充电技术的原理如图，送电线圈、受电线圈分别安装在无线充电器和手机内。下面与无线充电技术使用的物理原理类似的是（       ）

A．金属探测仪	B．车载充电器
C．吹风机	D．公交卡

3．电能是非常重要的能源，大自然中的各种能源往往要先转化为电能，再进行储存、传输和利用。

（1）按照生产方式分类，电力属于______次能源。
（2）风力、火力、水力和核能发电站，都离不开“发电机”，如图，发电机核心结构为一个线圈abcd在磁场中绕轴转动，其中完成的能量转化是______能转化成了电能。

4 . 三、电荷
电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。
1．用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是（　　）

A．

B．

C．

2．如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（　　）

A．摆动过程最高点逐渐降低

B．每次经过A点的速度大小不相等

C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等

D．摆动的周期不变

3．如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　）

A．	B．
C．	D．

4．如图，从粒子源P发出的正离子经和之间高电压U加速后，以一定速率从缝射入磁场B。

（1）正离子在磁场B中的转动快慢与(      )有关；
A.粒子电荷量        B.粒子质量
C.粒子速度            D. 轨道半径
E.磁感应强度
（2）轨迹相同的粒子____同种粒子；（选涂：A.是   B.不一定是   C.不是）
（3）若，加速电压，该粒子的电荷量q与质量m之比为，求：该粒子在磁场中的轨道半径R____。

6 . “称”出电子的质量
1897年真空管阴极射线实验证明了电子的存在。电子的发现，和X射线、放射性一起，成为十九世纪末物理学的三大发现。通过测量电子的比荷（带电粒子电荷量与质量的比）和电荷量大小，人类第一次“称”出了电子的质量。
(1)如图所示为阴极射线管，电子经过电压为U₁的直流高压电源加速后，进入长度为L、间距为d、垂直于纸面的匀强磁场区域，磁感应强度为B。电子运动轨迹如图，离开磁场时速度方向偏转了α。

①磁场的方向为_______；
②（计算）求电子的比荷。
(2)1903年威尔逊想到一种测量电子电量的方法。如图，一个大玻璃筒内有过饱和蒸汽，当带电微粒通过时，就会形成以带电微粒为核心液滴。实验可观察到某液滴在重力和粘滞阻力f作用下最终以v₀匀速运动。已知该球形液滴密度为ρ，在空气中运动时受到的粘滞阻力f与液滴的半径r、液滴的速度 成正比，即，粘滞系数η已知。求：
①该带电液滴的体积为_______；
②威尔逊改进了实验，给云室施加场强为E的竖直方向电场，使得该液滴能悬停在空中，那么带电微粒的电荷量为_______；
③（简答）在威尔逊云室实验的基础上，分析物理学家最后是如何得到电子电荷量的_______。

7 . 电磁发射
2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高温超导电动悬浮最高航行速度记录！
(1)如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流 I₀ 的电源、两根间距为 L 的光滑水平金属导轨和电阻为R 的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生_______方向的磁场，其磁感应强度为 B=kI₀ （k为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为_______的安培力，从而推动炮弹加速。

(2)如图（a），实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理示意图，其结构为一个匝数为 N 的线圈 abcd 在匀强磁场中绕 OO' 轴以恒定角速度 ω 转动。

①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是______
A.线圈abcd此时恰垂直于中性面
B.线圈abcd垂直于中性面时磁通量的变化率最大
C.线圈abcd产生交流电的周期为
②若通过导轨的电流正方向如图（a），电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右为正方向），随时间变化情况为______

A. B. C.

③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为 n₁和 n₂，那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到 I₀，交流电源的电流最大值需要调节到_______。（忽略回路自感效应）
(3)以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为 C，炮弹电阻为 R，其余电阻不计。当电键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S 打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前进。

①若装置的安全限制电流为 I₀ ，则电容器至多储存电量为_______。
②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的 u—t 图可能为下图中的_______

A.B. C.

③在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的 v—t 图_______。

8 . α 粒子
α 粒子由2个质子和2个中子构成，其质量和电荷量分别为m、2e。
1．硼中子俘获治疗是目前先进的癌症治疗手段之一，治疗时先给病人注射一种含硼（B）的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的 α 粒子和锂（Li）离子。请写出描述该过程的核反应方程：_______________。
2．若放射出的α粒子（不计重力）进入一分布有场强大小为E的匀强电场的空间中。如图所示，α粒子恰沿与y 轴成 30˚方向做直线运动。

（1）（多选）空间中电场的场强方向可能________
A．与x 轴正方向夹角30˚               B．与y 轴正方向夹角30˚              C．与z 轴正方向夹角30˚
D．与x 轴负方向夹角30˚               E．与y 轴负方向夹角30˚              F．与z 轴负方向夹角30˚
（2）沿x、y 、z 轴三个方向，电势变化最快的是________
A．x轴                                  B．y轴                           C．z 轴
（3）（多选）α粒子运动距离 s 后，电势能的变化情况可能是________
A．保持不变              B．增加Ees              C．减小Ees              D．增加2Ees              E．减小2Ees
3．若放射出的α粒子恰能在磁感强度为 B 的匀强磁场中，做半径为 R 的匀速圆周运动，则α粒子的运动周期 T = ________。

9 . 新能源汽车的能量回收系统，其工作原理为司机踩下驱动踏板时电池带动电机旋转，踩下刹车时电机反转回收能量。某小组模仿该能量回收系统设计了如图所示的模型：右侧装置为直流电机，导线框abcd的延长段可在两金属半圆内侧自由转动，且接触良好。请将下列相邻的方框根据物理知识用直线连接起来：