【題目】正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。PET所用回旋加速器示意如圖所示，其中D1和D2是置于高真空中的兩個(gè)中空半圓金屬盒，兩半圓盒間的縫隙距離為d，在左側(cè)金屬盒D1圓心處放有粒子源A，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。正電子質(zhì)量為m，電荷量為q。若正電子從粒子源A進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度忽略不計(jì)，加速正電子時(shí)電壓U的大小保持不變，不考慮正電子在電場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受磁場(chǎng)的影響，不計(jì)重力。求：

（1）正電子第一次被加速后的速度大小v1；

（2）正電子第n次加速后，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r；

（3）若希望增加正電子離開(kāi)加速器時(shí)的最大速度，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N你認(rèn)為可行的改進(jìn)辦法！

【答案】（1）（2）（3）見(jiàn)解析

【解析】（1）正電子第一次被加速后，由動(dòng)能定理可得，解得

（2）設(shè)質(zhì)子第n次加速后的速度為

由動(dòng)能定理有

由牛頓第二定律有，解得

（3）方案一：增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B，同時(shí)相應(yīng)調(diào)整加速電壓變化周期；方案二：增加金屬盒的半徑。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光滑水平平臺(tái)AB上有一根輕彈簧，一端固定于A，自然狀態(tài)下另一端恰好在B。平臺(tái)B端連接兩個(gè)內(nèi)壁光滑、半徑均為R=0.2m的1/4細(xì)圓管軌道BC和CD。D端與水平光滑地面DE相接。E端通過(guò)光滑小圓弧與一粗糙斜面EF相接，斜面與水平面的傾角θ可在0°≤θ≤75°范圍內(nèi)變化（調(diào)節(jié)好后即保持不變）。一質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊（略小于細(xì)圓管道內(nèi)徑）將彈簧壓縮后由靜止開(kāi)始釋放，被彈開(kāi)后以v0=2m/s進(jìn)入管道。小物塊與斜面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力;

（1）求物塊過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)管道的壓力大小和方向；

（2）當(dāng)θ取何值時(shí)，小物塊在EF上向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短？求出最短時(shí)間。

（3）求θ取不同值時(shí)，在小物塊運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱量Q與tanθ的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑R=1.6m的光滑半圓形軌道固定于豎直平面內(nèi)，下端與傳送帶相切于B點(diǎn)，水平傳送帶上A、B兩端點(diǎn)間距L=16m，傳送帶以v0=10m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，將質(zhì)量m=1kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)) 放到傳送帶上，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，取g=10m/s。

(1)將滑塊在傳送帶A端由靜止釋放，求滑塊由釋放到第一次經(jīng)過(guò)B端時(shí)所需時(shí)間；

(2)若滑塊仍由靜止釋放，要想滑塊能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)C，求滑塊在傳送帶上釋放的位置范圍；

(3)若將滑塊在傳送帶中點(diǎn)處釋放，同時(shí)沿水平方向給滑塊一初速度，使滑塊能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)C，求此初速度滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】自然界中某個(gè)量D的變化量，與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間Δt的比值，叫做這個(gè)量D的變化率。下列說(shuō)法中正確的是

A. 若D表示某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度，則恒定不變時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)一定做直線運(yùn)動(dòng)

B. 若D表示某質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，則是恒定不變的

C. 若D表示某質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能，則越大，質(zhì)點(diǎn)所受外力做功越快

D. 若D表示電阻兩端的電壓，則越大則電阻越小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架ABC固定在水平面內(nèi)，AB與BC間夾角為θ，光滑導(dǎo)體棒DE在框架上從B點(diǎn)開(kāi)始在外力作用下以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與框架足夠長(zhǎng)且構(gòu)成等腰三角形電路。若框架與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為R，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖像中正確的是( )

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】被譽(yù)為“新四大發(fā)明”之一的共享單車，部分車型在車框內(nèi)安裝了太陽(yáng)能電池為智能鎖和車燈供電。某同學(xué)在探究該太陽(yáng)能電池組件的特性時(shí)，用多用電表粗測(cè)其電動(dòng)勢(shì)為5.4V。為精確測(cè)量該電池組件的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，可使用的器材有：

電壓表V（量程2V，內(nèi)阻1996.3Ω）；電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻較�。�

滑動(dòng)變阻器R(0~20Ω)；電阻箱Ro(0～9999.9Ω)；開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。

該同學(xué)采用伏安法進(jìn)行測(cè)量。完成步驟中的填空：

①畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，圖中Ro的值應(yīng)調(diào)為_______Ω。

②正確設(shè)置、連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀, V的示數(shù)為1.72V、A的示數(shù)為0.300A；重新調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀得V的示數(shù)為1.60V、A的示數(shù)為0.600A�？芍�E= ______V、r=______Ω。

③已知該電池板充滿電后電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為5,60V、l.0Ω。若用它通過(guò)圖1的電路為LED車燈供電，已知車燈的伏安特性曲線如圖2所示，要求車燈工作在3.2V～3.6V的電壓下，則限流電阻Ro的最小值為____Ω；最大值為______Ω。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、b在M、N的連線上，o為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到o點(diǎn)的距離均相等，關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是

A. o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B. a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同

C. c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同

D. a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌 電阻不計(jì)，間距L=0.4m，導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，Ⅰ中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，Ⅱ中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T，在區(qū)域Ⅰ中，將質(zhì)量m1=0.1kg，電阻R1=0.1Ω的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑，然后，在區(qū)域Ⅱ中將質(zhì)量m2=0.4kg，電阻R2=0.1Ω的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑，cd在滑動(dòng)過(guò)程中始終處于區(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng)中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10m/s2，求：

（1）cd下滑的過(guò)程中，ab中的電流方向？

（2）ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度多大？

（3）從cd開(kāi)始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，cd滑動(dòng)的距離x=3.8m，此過(guò)程 中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（甲）所示，邊長(zhǎng)為，質(zhì)量的正方形絕緣金屬線框，平放在光滑的水平桌面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，金屬線框的一邊與磁場(chǎng)的邊界重合，在力作用下金屬線框由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出，測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖（乙）所示，已知金屬線框的總電阻為．

(1)試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中，線框中的感應(yīng)電流方向？

(2) 時(shí)，金屬線框的速度？

(3)已知在內(nèi)力做功，那么，金屬框從磁場(chǎng)拉出過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

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同步練習(xí)冊(cè)答案