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    【题目】正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。PET所用回旋加速器示意如图所示，其中D1和D2是置于高真空中的两个中空半圆金属盒，两半圆盒间的缝隙距离为d，在左侧金属盒D1圆心处放有粒子源A，匀强磁场的磁感应强度为B。正电子质量为m，电荷量为q。若正电子从粒子源A进入加速电场时的初速度忽略不计，加速正电子时电压U的大小保持不变，不考虑正电子在电场内运动的过程中受磁场的影响，不计重力。求：

    （1）正电子第一次被加速后的速度大小v1；

    （2）正电子第n次加速后，在磁场中做圆周运动的半径r；

    （3）若希望增加正电子离开加速器时的最大速度，请提出一种你认为可行的改进办法！

    【答案】（1）（2）（3）见解析

    【解析】（1）正电子第一次被加速后，由动能定理可得，解得

    （2）设质子第n次加速后的速度为

    由动能定理有

    由牛顿第二定律有，解得

    （3）方案一：增加磁感应强度B，同时相应调整加速电压变化周期；方案二：增加金属盒的半径。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】光滑水平平台AB上有一根轻弹簧，一端固定于A，自然状态下另一端恰好在B。平台B端连接两个内壁光滑、半径均为R=0.2m的1/4细圆管轨道BC和CD。D端与水平光滑地面DE相接。E端通过光滑小圆弧与一粗糙斜面EF相接，斜面与水平面的倾角θ可在0°≤θ≤75°范围内变化（调节好后即保持不变）。一质量为m=0.1kg的小物块（略小于细圆管道内径）将弹簧压缩后由静止开始释放，被弹开后以v0=2m/s进入管道。小物块与斜面的滑动摩擦系数为，取g=10m/s2，不计空气阻力;

    （1）求物块过B点时对细管道的压力大小和方向；

    （2）当θ取何值时，小物块在EF上向上运动的时间最短？求出最短时间。

    （3）求θ取不同值时，在小物块运动的全过程中产生的摩擦热量Q与tanθ的关系式。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，半径R=1.6m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内，下端与传送带相切于B点，水平传送带上A、B两端点间距L=16m，传送带以v0=10m/s的速度顺时针运动，将质量m=1kg的小滑块(可视为质点) 放到传送带上，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，取g=10m/s。

    (1)将滑块在传送带A端由静止释放，求滑块由释放到第一次经过B端时所需时间；

    (2)若滑块仍由静止释放，要想滑块能通过圆轨道的最高点C，求滑块在传送带上释放的位置范围；

    (3)若将滑块在传送带中点处释放，同时沿水平方向给滑块一初速度，使滑块能通过圆轨道的最高点C，求此初速度满足的条件。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】自然界中某个量D的变化量，与发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做这个量D的变化率。下列说法中正确的是

    A. 若D表示某质点运动的速度，则恒定不变时，该质点一定做直线运动

    B. 若D表示某质点做匀速圆周运动的线速度，则是恒定不变的

    C. 若D表示某质点的动能，则越大，质点所受外力做功越快

    D. 若D表示电阻两端的电压，则越大则电阻越小

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABC固定在水平面内，AB与BC间夹角为θ，光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路。若框架与导体棒单位长度的电阻均为R，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是( )

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】被誉为“新四大发明”之一的共享单车，部分车型在车框内安装了太阳能电池为智能锁和车灯供电。某同学在探究该太阳能电池组件的特性时，用多用电表粗测其电动势为5.4V。为精确测量该电池组件的电动势E和内电阻r，可使用的器材有：

    电压表V（量程2V，内阻1996.3Ω）；电流表A（量程0.6A，内阻较小）；

    滑动变阻器R(0~20Ω)；电阻箱Ro(0～9999.9Ω)；开关S，导线若干。

    该同学采用伏安法进行测量。完成步骤中的填空：

    ①画出实验电路原理图，图中Ro的值应调为_______Ω。

    ②正确设置、连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，读, V的示数为1.72V、A的示数为0.300A；重新调节滑动变阻器，读得V的示数为1.60V、A的示数为0.600A。可知E= ______V、r=______Ω。

    ③已知该电池板充满电后电动势和内电阻分别为5,60V、l.0Ω。若用它通过图1的电路为LED车灯供电，已知车灯的伏安特性曲线如图2所示，要求车灯工作在3.2V～3.6V的电压下，则限流电阻Ro的最小值为____Ω；最大值为______Ω。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等，关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是

    A. o点处的磁感应强度为零

    B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

    C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

    D. a、c两点处磁感应强度的方向不同

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，导轨 电阻不计，间距L=0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T，在区域Ⅰ中，将质量m1=0.1kg，电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg，电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2，求：

    （1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向？

    （2）ab刚要向上滑动时，cd的速度多大？

    （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=3.8m，此过程 中ab上产生的热量Q是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图（甲）所示，边长为，质量的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边与磁场的边界重合，在力作用下金属线框由静止开始向左运动，在内从磁场中拉出，测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示，已知金属线框的总电阻为．

    (1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向？

    (2) 时，金属线框的速度？

    (3)已知在内力做功，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？

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