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另乙個粒子,試寫出核反應方程。(2)pet所用迴旋加速器示意圖,其中置於高真空中的金屬d形盒的半徑為 ,兩盒間距為d,在左側d形盒圓心處放有粒子源s,勻強磁場的磁感應強度為b,方向如圖所示,質子質量為m,電荷量為q,設質子從粒子源s進入加速電場時的初速度不計,質子在加速器中運動的總時間為 (其中已略去了質子在加速電場中的運動時間),質子在電場中的加速次數與迴旋半周的次數相同,加速電子時的電壓大小可視為不變,求此加速器所需的高頻電源頻率廠與加速電壓u。(3)試推證只>>d時,質子在電場中加速的總時間相對於d形盒中迴旋的總時間可忽略不計
(質子在電場中運動時,不考慮磁場的影響)。
_●■隧考點解析稿i_
學技術的發展。(1)當今醫學成像診斷裝置pet/ct堪稱「現代醫學高科技之冠」,它在醫療診斷中,常利用能放射電子的同位素碳11為示蹤原子,碳11是由小型迴旋加速器輸出的高速質子轟擊氮14獲得,同時還產生另一粒子,試寫出核反應方程。若碳11的半衰期t為20min,經2.0h剩餘碳11的
質量佔原來的百分之幾?(結果取2位有效數字)(2)迴旋加
速器的原理如圖,d。和d 是兩個中空的半徑為的半圓金
屬盒,它們接在電壓一定、頻率為廠的交流電源上,位於d 圓心處的質子源a能不斷產生質子(初速度可以忽略,重力不計),它們在兩盒之間被電場加速,d 、d 置於與盒面垂直的磁感應強度為曰的勻強磁場中。若質子束從迴旋加速器輸出時的平均功率為p,求輸出時質子束的等效電流,與p、b、、廠的關係式(忽略質子在電場中運動的時間,其最大速度遠小於光速)。(3)試推理說明:
質子在迴旋加速器中運動時,隨軌道半徑r的增大,同一盒中相鄰軌道的半徑之差是增大、減
小還是不變?
解析:(1)核反應方程為
(2)設質子加速後最大速度為 ,由牛頓第二定律有:
q 曰=m
質子迴旋的週期:=
**流電辣
解析:(1)核反應方程為;n+:h一1c+4he
高頻電源的頻率爭=q7rb
質子加速後的最大動能:= 刪2
設碳11原有質量為mo,經過£=2.oh剩餘的質量為mt,根據半衰期定義,有:
no=(下1)=(下1)=16%
.設質子在電場中加速的次數為n,則:e ̄=nqu
又 =nt/2,可解得:互
(2)設質子質量為m,電荷量為q,質子離開加速器時速度大小為 ,由牛頓第二定律知:
q b=m
(3)在電場中加速的總時間為::嬰:
vl在d形盒中迴旋的總時間為:£2=
故 =c
質子運動的迴旋週期為:拿 :
由迴旋加速器工作原理可知,交變電源的頻率與質子回
即當尺>>d時,t可忽略不計。
點評:能夠將問題轉化為帶電粒子在磁場中運動,並提
旋頻率相同,由週期與頻率,的關係可得.戶爭
設在t時間內離開加速器的質子數為ⅳ,則質子束從回
煉出研究模型是解題的基礎,洛侖茲力提供向心力是解題的關鍵,掌握迴旋加速器的工作原理是解題基本要求,綜合應用動能定理、圓周運動規律、勻變速直線運動規律就能使問
題得以解決。
旋加速器輸出時的平均功率互12
輸出時質子束的等效電流為:,=盟
2011年天津高考物理:迴旋加速器在核科學、核技術、核
醫學等高新技術領域得到了廣泛應用,有力地推動了現代科
綜合各式得,==
(3)方法一:
◎麻辣新詞◎圖書漂流:起源於上世紀六七十年代的歐洲,讀書人將自己讀完的書,隨意放在公共場所.如公園
的長凳上,撿獲這本書的人可取走閱讀.讀完後再將其放回公共場所,讓下一位愛書人閱讀。繼續一段漂流書香。
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發射過程中電源供電時間aj
ii■考點解析《曩一一一
代入題給資料得:/-6×10sa
方法二:
刑所需電源輸出功率為10×109w
在導軌通有電流,時,炮彈作為導體受到磁場施加的安
培力為f=idb
炮彈從開始到離開時,由動能定理得:見= ,z
二由功率p=iu,解得輸出電壓
1(3)分別對砂箱和滑塊用動能定理,有
12綜合兩式得:,=
mv2- 1
。廣 6×10a
點評:本題相比2005年北京高考題,只取了安培力、勻
由牛頓定律f_一f』和相對運動s=s
變速運動、牛頓第二定律(也可是安培力與動能定理),難度降低。解決此問題的關鍵是認清滑塊射擊過程安培力是滑塊的合外力,從而使運動學問題與動力學觀點結合,找到突破
口。也可用動能定理直接得以突破。
由動量守恆m1)=+m)v聯立得s』=m 『}m2
故平均衝擊力i=
點評:本題是以電磁炮為背景,通電導電在磁場受力為
2011年全國新課標:電磁道道炮工作原理如圖所示。待發射彈體可在兩平行軌道之間自由移動,並與軌道保持良好
接觸。電流,從一條軌道流入,通過導電彈體後從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直於軌道面得磁場(可
紐帶的綜合性問題。本題需要綜合勻變速直線運動、通電導體所受安培力、牛頓第二定律、能量觀點、電功率、動能定理、動量守恆定律、牛頓第三定律才能使問題得以解決。情景比較複雜,難度較大,能夠全面考查理論聯絡實際的能力。
解決此問題的關鍵是認清滑塊射擊過程安培力是滑塊的合外力,從而使運動學問題與動力學觀點結合,找到突破口。根據題目中提示的能量關係,緊扣電功率的定義,就能使電路中的問題得以解決。第三階段則是直接打擊問題,應用動量與能
量聯合就能突破。
視為勻強磁場),磁感應強度的大小與,成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可採用的方法是
2007年海南高考物理:據報道,最近已研製出一種可以投入使用的電磁道道炮,其原理如圖所示。炮彈(可視為長方形導體)置於兩固定的平行導軌之間,並與軌道壁密接。
開始炮彈在導軌的一端,通以電流後炮彈會被磁力加速,最後從位於導軌另一端的出口高速射出。設兩導軌之間的距離
d=0.10m,導軌長l=5.0m,炮彈質量m=0.3kg。導軌上的電流,的方向如圖中箭頭所示。可認為,炮彈在軌道內運動時,它所在出磁場的磁感應強度始終為b=2.0t,方向垂直於紙面向裡。
若炮彈出口速度為求通過導軌的電流,。忽略摩擦力與重力的影響。
a.只將軌道長度,j變為原來的2倍
b.只將電流,增加至原來的2倍c.只將彈體質量減至原來的一半
d.將彈體質量減至原來的一半,軌道長度j已變為原來的
2倍,其它量不變
解析:由安培力的公式:佃z,由已知b= ,得f=kn。由開始發射到炮彈離開時,由動能定理:fl= 1
z。則 =
、/=、/l_。由此可知,欲使彈體的出射速度增加至
原來的2倍,只將電流』增加至原來的2倍或將彈體質量減至原來的一半,軌道長度變為原來的2倍,其它量不變,即
答案bd正確。
點評:本題與2007海南高考相比,定量分析變成了定性分析,所考查知識點沒變。由動能定理就能得以認知,或運動
解析:方法一:在導軌通有電流,時,炮彈作為導體受到磁場施加的安培力為f=idb①
設炮彈的加速度的大小為n,則有f=mo②炮彈在兩導軌間做勻加速運動,因而 :=2al③刪:
學與動力學結合得以突破。準確選擇研究物件,抓住影響實際問題的主要因素是安培力,忽略其它不產生主要影響力的
作用,突出了力的特點,從而找到解決該問題的突破口。
聯立①②③式得仁
◎麻辣新詞◎雞肋簡訊:指的是每逢大的節假日發拜年和問候簡訊,多數都是無節制的複製**.同質化的短
信,桔竭、貧乏的拜年祝福語.使得拜年和問候的簡訊文化越來越雞肋化。
2019廣州物理題目
2011年廣州市初中畢業生學業考試 物理 本試卷分第一部分 選擇題 和第二部分 非選擇題 第一部分1到3頁,第二部分4至7頁,共7頁。總分100分。考試時間80分鐘。注意事項 1 答題前,考生務必在答題卡上用黑色字跡的鋼筆或簽字筆填寫自己的考生號 姓名 填寫考場試室號 座位號 再用2b鉛筆把對應該兩...
2023年高考物理複習
第一章運動的描述 1 質點參考係和座標系 2 時間和位移 3 運動快慢的描述 速度 4 實驗 用打點計時器測速度 5 速度變化快慢的描述 加速度 第二章勻變速直線運動的研究 1 實驗 小車速度隨時間變化的規律 2 勻變速直線運動的速度與時間的關係 3 勻變速直線愚弄的位移和時間的關係 4 自由落體運...
2019版《五年高考三年模擬》物理題庫 第十章恆定電流
第十章恆定電流 第一部分五年高考題薈萃 2009年高考新題 一 選擇題 1 09年天津卷3 為 小燈泡l的伏安特性,連好圖示的電路後閉合開關,通過移動變阻器的滑片,使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大,直到小燈泡正常發光。由電流錶和電壓表得到的多組讀數描繪出的u i圖象應是 答案 c 解析 燈絲電阻隨電...