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题文

后来人们由此得出了重力势能EP(今天所说的重力势能)转换为动能EK的规律。离如今的41年前,有人根据爱因斯坦的思想,用光子作“落体”,在塔上做竖直下“抛”实验,发现在重力场中运动着的光子同样遵循③。
(1)已知光子的质量m=EK/c2=hγ/c2,如果从高度为H的塔顶竖直向下发射的光子频率为γ0,那么当光子到达塔底时,其频率γ变为多少?在此过程中,光子的颜色是向红端移动还是向紫端移动?
(2)如果从质量为M、半径为R的天体表面沿径向向外辐射出频率为γ0的光子,那么该光子到达无穷远处时频率变为多少?(提示:以无穷远处为零势能点,质量为m的质点在上述天体表面的引力势能为EP=-GMm/R)
(3)如果定义上述天体由万有引力造成的光子频率的红移量,那么请写出天体质量与半径的比(M/R)跟引力红移(z)的关系式。
(4)已知太阳的引力红移z=2×10-6,半径为R;天狼星的伴星(一颗白矮星)的引力红移z=3×10-4,半径为R=0.0073R。求这颗星的密度是太阳密度的多少倍?(要求小数点后仅保留一位有效数字)。

科目 物理   题型 综合题   难度 较难
知识点: 自由振动和受迫振动
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如图所示,在直角坐标系的第一、四象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为Ey轴为磁场和电场的理想边界. 一个质量为m,电荷量为e的质子经过x轴上A点时速度大小为,速度方向与x轴负方向夹角θ=30º. 质子第一次到达y轴时速度方向与y轴垂直,第三次到达y轴的位置用B点表示,图中未画出,已知OAl,不计质子重力影响.
(1)求磁感应强度的大小和方向;
(2)求质子从A点运动至B点时间.

质量M=100 kg的平板车,停在光滑水平面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m. 一质量m=50 kg的小物体置于车的平板上,它到车尾端的距离b=1.00 m,与车板间的动摩擦因数μ=0.20,如图所示. 今对平板施一水平方向的恒力,使车向右行驶,结果物体从平板上滑落,物体刚离开平板的时刻,车向右行驶的距离x=2.0 m. 重力加速度g取10 m/s2,求物体刚落地时,落地点到车尾的水平距离x0.

如图甲所示,在竖直平面内有一半径为R=" 0.4" m的圆形绝缘轨道,匀强磁场垂直于轨道平面向里,一质量为m= 1×10-3 kg、带电荷量为q= +3×10-2 C的小球,可在内壁滚动.开始时,在最低点处给小球一个初速度v0,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动,图乙(a)是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间t变化的情况,图乙(b)是小球所受轨道的弹力F随时间t变化的情况,结合图象所给数据,(取g=" 10" m/s2)求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)小球的初速度v0

如图所示,水平放置的金属导轨上连有电阻R,并处在垂直于轨道平面的匀强磁场中.今从静止起用力拉金属棒ab(与轨道垂直),用以下两种方式拉金属棒.若拉力恒定,经时间t1后ab的速度为v,加速度为a1,最终速度可达2v;若拉力的功率恒定,经时间t2后ab的速度也是v,加速度为a2,最终速度可达2v.求a1和a2满足的关系。

如图所示,试说明晶体从开始加热到全部熔化为液体的过程中能的转化情况(分熔化前、熔化时、熔化后三个阶段说明)。

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