【題目】醫(yī)用加速器是生物醫(yī)學(xué)上的一種用來(lái)對(duì)腫瘤進(jìn)行放射治療的粒子加速裝置,它通過(guò)產(chǎn)生帶電粒子線,對(duì)病人體內(nèi)的腫瘤進(jìn)行直接照射,從而達(dá)到消除或減小腫瘤的目的。目前國(guó)際上,在放射治療中使用較多的是電子直線加速器。假設(shè)從粒子源發(fā)射的電子,經(jīng)一直線加速器加速,形成細(xì)柱形電子流,電子在加速器中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線。要使電子獲得能量,就必須有加速電場(chǎng)。一般是選擇適當(dāng)長(zhǎng)度的漂移管,使電子在兩筒之間被加速,直至具有很高的能量。假定加速器的漂移管由N個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增長(zhǎng)金屬圓筒組成整個(gè)裝置處于真空中,圖中只畫(huà)出了6個(gè)圓筒,作為示意,如圖所示,它們沿軸線排列成一串,各個(gè)圓筒相間地連接到頻率為f的正弦交流電源的兩端。圓筒的兩底面中心開(kāi)有小孔,電子沿軸線射入圓筒。設(shè)金屬圓筒內(nèi)部沒(méi)有電場(chǎng),且每個(gè)圓筒間的縫隙寬度很小,電子穿過(guò)縫隙的時(shí)間可忽略不計(jì)。為達(dá)到最佳加速效果,需要調(diào)節(jié)至電子穿過(guò)每個(gè)圓筒的時(shí)間恰為交流電的半個(gè)周期,電子每次通過(guò)圓筒間縫隙時(shí),都恰為交流電壓的峰值。已知一個(gè)電子的質(zhì)量為m、電子電荷量為e。若電子剛進(jìn)入第1個(gè)圓筒左端的速度大小為v0,電子通過(guò)直線加速器第N個(gè)圓筒后的速度大小為v。求:

1第1個(gè)圓筒的長(zhǎng)度L1;

2電子進(jìn)入第1個(gè)圓筒開(kāi)始到電子由第N個(gè)圓筒出來(lái)的總時(shí)間t

3加速器所接正弦交流電壓的最大值Um。

【答案】1;2;3Um=

【解析】

試題分析:1)(6分,

2)(6分

3)(8分電子在直線加速器中,經(jīng)過(guò)N個(gè)圓筒間的N-1個(gè)縫隙間的電場(chǎng)后,時(shí)共經(jīng)歷N-1次加速,每當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)至筒間縫隙時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值應(yīng)為最大值Um,

根據(jù)動(dòng)能定理得, N-1eUm=mv2-mv02

解得Um=

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一條形磁鐵靜止在固定斜面上,上端為N極,下端為S極,其一條磁感線如圖所示,垂直于紙面方向有兩根完全相同的固定導(dǎo)線,它們與磁鐵兩端的連線都與斜面垂直且長(zhǎng)度相等(如圖中虛線所示).開(kāi)始兩根導(dǎo)線未通電流,斜面對(duì)磁鐵的彈力、摩擦力的大小分別為FN、Ff,后來(lái)兩根導(dǎo)線通圖示方向大小相同的電流后,磁鐵仍然靜止,則與未通電時(shí)相比( )

A. FN、Ff均變大

B. FN不變,Ff變小

C. FN變大,Ff不變

D. FN變小,Ff不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙帶打出的點(diǎn)計(jì)算出。

1當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足___________時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)及盤(pán)中砝碼的重力。

2一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的即加速度,采用圖像法處理數(shù)據(jù),為了比較容易地檢查處加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與______的圖像。

3探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是

A理想實(shí)驗(yàn)法 B等效替代法

C控制變量法 D建立物理模型法

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成與分解時(shí)我們做過(guò)如圖所示的實(shí)驗(yàn).在長(zhǎng)約80cm100cm一端封閉的玻璃管中注滿清水,水中放一個(gè)用紅蠟做成的小圓柱體(小圓柱體恰能在管中勻速上浮),將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊.然后將玻璃管豎直倒置,在紅蠟塊勻速上浮的同時(shí)使玻璃管緊貼黑板面在水平方向上勻加速移動(dòng),你正對(duì)黑板面將看到紅蠟塊相對(duì)于黑板面的移動(dòng)軌跡可能是下列選項(xiàng)中的( )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,圓軌道半徑為R,AB為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),AC為圓弧,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電小球,從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放,并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道,不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是

A小球一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道

B小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C若小球能從B點(diǎn)離開(kāi),上升的高度一定小于H

D小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。

A. 質(zhì)點(diǎn)受合外力不為零

B. 質(zhì)點(diǎn)速度與加速度不在一條直線上

C. 質(zhì)點(diǎn)速度方向在曲線的切線上

D. 質(zhì)點(diǎn)受合外力大小一定不斷變化

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為兩級(jí)皮帶傳動(dòng)裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶均不打滑,中間兩個(gè)輪子是固定在一起的,輪1的半徑和輪2的半徑相同,輪3的半徑和輪4的半徑相同,且為輪1和輪2半徑的一半,則輪1邊緣的a點(diǎn)和輪4邊緣的c點(diǎn)相比( )

A. 線速度之比為1∶2

B. 角速度之比為4∶1

C. 向心加速度之比為8∶1

D. 向心加速度之比為1∶8

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】電容器是一種重要的電學(xué)元件,基本工作方式就是充電和放電。由這種充放電的工作方式延伸出來(lái)的許多電學(xué)現(xiàn)象,使得電容器有著廣泛的應(yīng)用。

如圖1所示,電源與電容器、電阻、開(kāi)關(guān)組成閉合電路。已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),電阻阻值為R,平行板電容器電容為C,兩極板間為真空,兩極板間距為d,不考慮極板邊緣效應(yīng)。

1閉合開(kāi)關(guān)S,電源向電容器充電。經(jīng)過(guò)時(shí)間t,電容器基本充滿。

a求時(shí)間t內(nèi)通過(guò)R的平均電流

b請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出充電過(guò)程中電容器的帶電量q隨電容器兩極板電壓u變化的圖像;并求出穩(wěn)定后電容器儲(chǔ)存的能量E0;

2穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。將電容器一極板固定,用F將另一極板沿垂直極板方向緩慢拉開(kāi)一段距離x,在移動(dòng)過(guò)程中電容器電量保持不變,F做功為W;此同時(shí),電容器儲(chǔ)的能量增加了ΔE。請(qǐng)推導(dǎo)證明:W = ΔE。要求最后的表達(dá)式用已知量表示。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,質(zhì)量為m邊長(zhǎng)為a的正方形線框ABCD斜向穿進(jìn)磁場(chǎng),當(dāng)AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v,方向與磁場(chǎng)邊界成

45°,若線框的總電阻為R,則

A. 線框穿進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程中,框中電流的方向?yàn)?/span>DCBA

B. AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框中感應(yīng)電流為

C. AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框所受安培力為

D. 此時(shí)CD兩端電壓為

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