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  • 1. (2023·茂名模拟) 如图甲是医用肿瘤化疗装置,其原理如图乙所示,利用在O点沿y轴正方向射出的高能质子束对肿瘤病灶精准打击从而杀死癌细胞。实际中,质子束的运动方向并不是严格沿y轴而是与y轴有一个很小的偏角,呈发散状。为此加一个方向沿y轴正向,磁感应强度大小为B的匀强磁场,使得质子参与两种运动,沿y轴方向的直线运动和垂直y轴的平面内的圆周运动。为研究方便,用垂直y轴足够大的显示屏表示病人,癌细胞位于屏上,从O点射出的质子速度为v , 质量为m , 电荷量为q , 所有质子与y轴正方向偏差角均为 , 不考虑质子重力和空气阻力。

    1. (1) y轴方向的直线运动速度大小是否变化,请简述理由;
    2. (2) 当显示屏离O点距离为多大时,所有的质子会重新会聚于一点?
    3. (3) 移动显示屏,屏上出现一亮环,当屏到O点的距离为 时,亮环半径多大?在移动显示屏过程中,最大亮环的面积是多少?

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