宇宙射線為來自太陽系以外的高能量粒子，其中大約89%的成分是單純的質(zhì)子。質(zhì)子的電荷量為q,質(zhì)量為m。攜帶粒子探測器的人造衛(wèi)星可以直接探測10¹⁴eV以下的宇宙射線，以避免大氣層吸收宇宙射線。10¹⁴eV以上的宇宙射線，必須使用地面上的多個(gè)帶電粒子探測器進(jìn)行間接測量，分析原始宇宙射線與大氣的作用來反推原始宇宙射線的性質(zhì)。如圖所示，有一束宇宙射線從距地面14R處S點(diǎn)射向赤道。假設(shè)在赤道上空的地磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與赤道平面垂直，地球磁層邊界距地面約為9R。已知地球半徑為R，不考慮相對論效應(yīng)及地球公轉(zhuǎn)帶來的影響。
（1）求質(zhì)子的速度在什么范圍內(nèi)地面探測器將接收不到質(zhì)子？
（2）若質(zhì)子流的速度大小均為v₂=，這一速度的質(zhì)子流從進(jìn)入磁場到到達(dá)地面的最長時(shí)間為多少？
（3）若速度為v₃=的質(zhì)子，自A點(diǎn)進(jìn)入地磁場時(shí)，恰好到達(dá)地面，已知SA=5.5R，其中O為地心，則v≤的質(zhì)子到達(dá)地球表面的弧長是多少？（可能用到的三角函數(shù)近似值sin20°=0.34，sin34°=0.56，sin39°=0.63，sin42°=0.67，sin70°=0.94，cos11°=0.98，cos20°=0.94，cos48°=0.67）

【考點(diǎn)】帶電粒子在直線邊界磁場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用；牛頓第二定律求解向心力．

【答案】見試題解答內(nèi)容