备战年高考物理历年真题专题6电场【高考】9(全国卷1第25)
(19分)如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域
一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度0v从平面MN上的0p点水平右射入I区
粒子在I区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在II区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里
求粒子首次从II区离开时到出发点0p的距离
粒子的重力可以忽略
解析:设粒子第一次过MN时速度方向与水平方向成α1角,位移与水平方向成α2角且α2=450,在电场中做类平抛运动,则有:02,1,2vtxxyEqatyam得出:10tan2atv002,5yvvvv11(天津第12题).(20分)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展
(1)当今医学成像诊断设备PET/CT“”堪称现代医学高科技之冠,它在医疗诊断中,常利用能放射电子的同位素碳11为示踪原子,碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得,同时还产生另一粒子,试写出核反应方程
若碳11的半衰期τ为20min,经2
0h剩余碳11的质量占原来的百分之几
(结果取2位有效数字)(2)回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,它们接在电压一定、频率为f的交流电源上,位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),它们在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中
若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P,求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式(忽略质子在电场中运动的时间,其最大速度远小于光速)(3)试推理说明:质子在回旋加速器中运动时,随轨道半径r的增大,同一盒中相邻轨道的半径之差r是增大