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回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

 (1)當(dāng)令醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET／CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子。碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)牛另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程。若碳11的半衰期為,經(jīng)剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

 (2)回旋加速器的原理如圖．和是兩個(gè)1中空半經(jīng)為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為的交流電源上，位于圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計(jì))．它們在兩盒之間被電場加速，、置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率為P．求輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I與P、B、R、的關(guān)系式(忽略質(zhì)子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速)。

（3）推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨軌道半徑的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差是增大、減小還是不變？

(12分) 在游樂場中，有一大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”，參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上，由電動(dòng)機(jī)將座椅沿光滑的豎直軌道提升到離地面40米高處，然后自由釋放，為研究方便，可以認(rèn)為座椅沿軌道自由下落1.2s后，開始受到壓縮空氣提供的恒定阻力而立即做勻減速運(yùn)動(dòng)，且下落到離地面4.0米高處時(shí)速度恰好減小到零，然后再讓座椅緩慢下落，將游客送回地面，取，求：

       （1）座椅自由下落的高度是多少？座椅自由下落結(jié)束時(shí)刻的速度是多少？

       （2）在勻減速階段，座椅對游客的作用力大小是游客體重的多少倍？

回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

（1）當(dāng)今醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)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是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程。若碳11的半衰期τ為20min，經(jīng)2.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？（結(jié)果取2位有效數(shù)字）

（2）回旋加速器的原理如圖，D₁和D₂是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上，位于D₁圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可以忽略，重力不計(jì)），它們在兩盒之間被電場加速，D₁、D₂置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率為P，求輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I與P、B、R、f的關(guān)系式（忽略質(zhì)子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速）

（3）試推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，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？