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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。(1)PET在心脏疾病诊疗中,需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的,反应中同时还产生另一个粒子,试写出该核反应方程。

(2)PET所用回旋加速器示意如图,其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R,两盒间距为d,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示。质子质量为m,电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计,质子在加速器中运动的总时间为t(其中已略去了质子在加速电场中的运动时间),质子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同,加速电子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。

(3)试推证当R>>d时,质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不

计(质子在电场中运动时,不考虑磁场的影响)。

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图中,MN为玻璃与空气的交界面,一束复色光以入射角i从玻璃射向空气时分成了a、b、c三束光,则(    )

A.在玻璃中c光的速度最大

B.若逐渐增大入射角i,则c光将最先发生全发射

C.若用a、b、c光分别照射同一双缝干涉装置,则在双缝后面的固定屏上形成的干涉条纹中,条纹间距最大的是a光

D.若用b光照射某光电管时恰好能发生光电效应现象,则用a光照射该光电管时也一定能发生光电效应现象

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如图所示,两端敞口的容器用活塞A、B封闭着一定质量的理想气体,容器和活塞用绝热的材料做成,活塞A、B的质量均为m,可以在容器内无摩擦地滑动。现有一质量也为m的泥块C以速度v0撞在A上并粘在一起后压缩气体,使气体内能增加。则(    )

A.活塞A获得的最大速度为v0

B.活塞B获得的最大速度为v0

C.活塞A、B速度第一次相等时,气体的内能最大

D.气体内能增加量最大为

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对一定质量的气体,下列说法中正确的是(    )

A.温度升高,压强一定增大

B.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大

C.压强增大,体积一定减小

D.吸收热量,可能使分子热运动加剧,气体体积增大

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四个电阻连接成图1所示电路,电压表为理想电表。若R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω。欲使电压表无示数,R4应为多少?

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电动势为E=12V的电源与一电压表和一电流表串联成闭合电路。如果将一电阻与电压表并联,则电压表的读数减少为原来的,电流表的读数增大为原来的3倍。求电压表原来的读数。

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有两只电压表V1和V2,量程已知,内阻未知,另有一只干电池,其内阻不能忽略,亦为未知,其电动势的数值不超过电压表的量程,干电池不许拆开。现给你上述两只电压表,一个电键和若干导线,请设计一个测量上述干电池的电动势E的实验方案。

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为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染要大力发展水电站。三峡水利工程中某一水力发电站的发电机组设计为:水以v1=3 m/s的速度流入水轮机后以v2=1 m/s的速度流出,流出水位比流入水位低10 m,水流量Q=10 m3/s,水轮机效率为75%,发电机效率为80%,试问:

(1)发电机组的输出电功率是多少?

(2)如果发电机输出的电压为240 V,用户需电压220 V,输电线路中能量损失为5%,输电线电阻为50/3 Ω,那么所需升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别是多少?

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如图所示,理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V,副线圈两端电压U2为220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V。求:

(1)原线圈n1等于多少匝?

(2)当开关S断开时,电流表A2的示数I2=5 A。则电流表A1的示数I1为多少?

(3)当开关S闭合时,电流表A1的示数I1等于多少?

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如图所示的各电表均匀理想的交流电表,保险丝P的熔断电流为2 A,电容器的击穿电压为300 V,若在a、b间加上正弦交流电压并适当调节R0和R接入电路中的阻值,使P恰好不被熔断,C恰好被击穿,则电流表的读数为________A,电压表读数为________V。

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同步练习册答案