【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 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，放置一根長(zhǎng)為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒．在導(dǎo)體棒中通以電流I時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是

A. ，方向垂直斜面向上

B. ，方向垂直斜面向下

C. ，方向豎直向下

D. ，方向豎直向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖8所示。使旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上受到的支持力，可以與他站在地球表面時(shí)受到的支持力大小相等。為達(dá)到此目的，下列做法中正確的是

A. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，就應(yīng)使其轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大

B. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，就應(yīng)使其轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越小

C. 宇航員質(zhì)量越大，就應(yīng)使旋轉(zhuǎn)艙轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大

D. 宇航員質(zhì)量越大，就應(yīng)使旋轉(zhuǎn)艙轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個(gè)質(zhì)量為m＝1 kg的物塊靜止在水平面上，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2.從t＝0時(shí)刻起物塊同時(shí)受到兩個(gè)水平力F1與F2的作用，若力F1、F2隨時(shí)間的變化如圖所示，設(shè)物塊受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，則物塊在此后的運(yùn)動(dòng)過程中(　　)

A. 物塊從t＝0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)

B. 物塊運(yùn)動(dòng)后先做加速運(yùn)動(dòng)再做減速運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)

C. 物塊加速度的最大值是3 m/s2

D. 物塊在t＝4 s時(shí)速度最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，下列不正確的實(shí)驗(yàn)要求是（ ）

A.彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向必須與木板平行
B.使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，不能超過其量程
C.讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度
D.兩彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向必須相互垂直

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一條沿順時(shí)針方向勻速傳送的傳送帶，恒定速度v=4m/s，傳送帶與水平面的夾角θ=37°，現(xiàn)將質(zhì)量m=1kg的小物塊輕放在其底端（小物塊可視作質(zhì)點(diǎn)），與此同時(shí)，給小物塊沿傳送帶方向向上的恒力F=10N，經(jīng)過一段時(shí)間，小物塊上到了離地面高為h=2.4m的平臺(tái)上．已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．問：

（1）物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)上所用的時(shí)間？

（2）若在物塊與傳送帶達(dá)到相同速度時(shí)，立即撤去恒力F，計(jì)算小物塊還需經(jīng)過多少時(shí)間離開傳送帶以及離開時(shí)的速度？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量M=50kg、長(zhǎng)L=3m的平板車靜止在光滑的水平地面上，平板車上表面距地面的高度h=1.8m．一質(zhì)量m=10kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，以v0=7.5m/s的初速度從左端滑上平板車，滑塊與平板車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，取g=10m/s2 ．

（1）分別求出滑塊在平板車上滑行時(shí)，滑塊與平板車的加速度大�。�
（2）判斷滑塊能否從平板車的右端滑出．若能，求滑塊落地時(shí)與平板車右端間的水平距離；若不能，試確定滑塊最終相對(duì)于平板車靜止時(shí)與平板車右端的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某靜電場(chǎng)沿x軸方向的電勢(shì)分布如圖所示，如果僅考慮x軸上的電場(chǎng)情況，則（ ）

A. 0～l 和2l～3l之間均為勻強(qiáng)電場(chǎng)，且0～l之間的場(chǎng)強(qiáng)一定比2l～3l之間的場(chǎng)強(qiáng)大

B. l～2l和3l～4l之間均為勻強(qiáng)電場(chǎng)，且這兩處的電場(chǎng)方向一定相反

C. l～2l和4l～5l之間均為非勻強(qiáng)電場(chǎng)，且這兩處的電場(chǎng)方向一定相同

D. 3l～4l和4l～5l之間均為勻強(qiáng)電場(chǎng)，且3l～4l之間的場(chǎng)強(qiáng)一定比4l～5l之間的場(chǎng)強(qiáng)大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器兩板間距離為d，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，a、b為電容器中的兩點(diǎn)則（ ）

A. a點(diǎn)的電勢(shì)等于b點(diǎn)的電勢(shì)

B. 電荷q在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力等于在b點(diǎn)所受的電場(chǎng)力

C. 電荷q在a點(diǎn)的電勢(shì)能等于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

D. a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差u=Ed

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