如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（環(huán)形區(qū)域的寬度非常小）。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。A、B為兩塊中心開有小孔的距離很近的平行極板，原來(lái)電勢(shì)均為零，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過A板剛進(jìn)入AB之間時(shí)，A板電勢(shì)升高到 + U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間的電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零。粒子在電場(chǎng)中一次次加速使得動(dòng)能不斷增大，而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)，通過調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可使繞行半徑R不變。已知極板間距遠(yuǎn)小于R，則下列說法正確的是( )

A．環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里

B．粒子從A板小孔處由靜止開始在電場(chǎng)力作用下加速，繞行N圈后回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為NqU

C．粒子在繞行的整個(gè)過程中，A板電勢(shì)變化周期不變

D．粒子繞行第N圈時(shí)，環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

BD

【解析】

試題分析：由題意知粒子在軌道內(nèi)做順時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則可判斷勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，所以A錯(cuò)誤；由于粒子在做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中洛倫茲力不做功，在AB板間電場(chǎng)力做功W=qU，所以粒子繞行N圈后回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為NqU，故B正確；由于粒子的軌道半徑R不變，而粒子做圓周運(yùn)動(dòng)第n圈的速度為vn，根據(jù)，可得粒子圓周運(yùn)動(dòng)的速度增大，根據(jù)，，所以周期減小，故A板電勢(shì)變化周期變小，故C錯(cuò)誤；粒子繞行第N圈時(shí)，，所以，又，聯(lián)立得：，所以D正確。

考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
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（17分）坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)方向發(fā)射帶正電的同種粒子，速度大小都是v0，在0<y<d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為，其中q與m分別為該種粒子的電量和質(zhì)量；在的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。ab為一塊很大的平面感光板，放置于處，如圖所示。觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無(wú)粒子打到ab板上。（不考慮粒子的重力）

（1）求粒子剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（3）將ab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上?并求出此時(shí)ab板上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。

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北斗衛(wèi)星系統(tǒng)由地球同步軌道衛(wèi)星與低軌道衛(wèi)星兩種組成，這兩種衛(wèi)星在軌道正常運(yùn)行時(shí)

A．同步軌道衛(wèi)星運(yùn)行的周期較大

B．同步軌道衛(wèi)星運(yùn)行的線速度較大

C．同步軌道衛(wèi)星運(yùn)行可能飛越南京上空

D．兩種衛(wèi)星運(yùn)行速度都大于第一宇宙速度

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下列表述中符合物理學(xué)史實(shí)的是

A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并測(cè)出了萬(wàn)有引力常量

B．亞里士多德通過理想斜面實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持

C．伽利略創(chuàng)造了把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧結(jié)合起來(lái)的科學(xué)研究方法

D．笛卡爾首先提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)

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（16分）真空中有如圖所示矩形區(qū)域，該區(qū)域總高度為2h、總寬度為4h，其中上半部分有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下半部分有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x軸恰為水平分界線，正中心恰為坐標(biāo)原點(diǎn)O。在x = 2.5 h處有一與x軸垂直的足夠大的光屏（圖中未畫出）。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子源源不斷地從下邊界中點(diǎn)P由靜止開始經(jīng)過勻強(qiáng)電場(chǎng)加速，通過坐標(biāo)原點(diǎn)后射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。粒子間的相互作用和粒子重力均不計(jì)。

（1）若粒子在磁場(chǎng)中恰好不從上邊界射出，求加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；

（2）若加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E為（1）中所求E的4倍，求粒子離開磁場(chǎng)區(qū)域處的坐標(biāo)值；

（3）若將光屏向x軸正方向平移，粒子打在屏上的位置始終不改變，則加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E′多大？粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間多大？

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氣象衛(wèi)星是用來(lái)拍攝云層照片、觀測(cè)氣象資料和測(cè)量氣象數(shù)據(jù)的。我國(guó)先后自行成功研制和發(fā)射了“風(fēng)云Ⅰ號(hào)”和“風(fēng)云Ⅱ號(hào)”兩顆氣象衛(wèi)星，“風(fēng)云Ⅰ號(hào)”衛(wèi)星軌道（極地圓軌道）與赤道平面垂直并且通過兩極，繞地做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12 h�！帮L(fēng)云Ⅱ號(hào)”氣象衛(wèi)星軌道（地球同步軌道）平面在赤道平面內(nèi)，繞地做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為24 h，則“風(fēng)云Ⅱ號(hào)”衛(wèi)星比“風(fēng)云Ⅰ號(hào)”衛(wèi)星( )

A．軌道半徑小 B．線速度小 C．角速度大 D．向心加速度大

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