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科目:高中物理 來源:2010-2011學年黑龍江省高三第三次考試(理綜)物理部分 題型:計算題
(1)(5分)正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET)的基本原理是:將放射性同位素15 O注入人體,參與人體的代謝過程,15 O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉化為一對光子,被探測器探測到,經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖像,根據(jù)PET原理,回答下列問題。
①寫出15 O的衰變和正負電子湮滅的方程式 、 。
②將放射性同位素15 O注入人體,15 O的主要用途是
A.利用它的射線 B.作為示蹤原子
C.參與人體的代謝過程 D.有氧呼吸
③設電子的質(zhì)量為m,所帶電荷量為q,光速為c,普朗克常量為h,則探測到的正負電子湮滅后生成的光子的波長=
④PET中所選的放射性同位素的半衰期應 。(填“長”、“短”或“長短均可”)
(2)(10分)在原子核物理中,研究核子與核子關系的最有效途徑是“雙電荷交換反應”。這類反應的前半部分過程和下述力學模型類似、兩個小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連。在光滑水平直軌道上處于靜止狀態(tài)。在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球,如圖所示。C與B發(fā)生碰撞并立即結成一個整體D。在它們繼續(xù)向左運動的過程中,當彈簧長度變到最短時,長度突然被鎖定,不再改變,然后,A球與擋板P發(fā)生碰撞,碰撞后A、D都靜止不動,A與P接觸而不粘連。過一段時間,突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無機械能損失)。已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m。
①求彈簧長度剛被鎖定后A球的速度。
②求在A球離開擋板P之后的運動過程中,彈簧的最大彈性勢能。
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