1976年10月,剑桥大学研究生贝尔偶然发现一个奇怪的射电源,它每隔1.337s发射一个脉冲信号。贝尔和她的导师曾认为他们和外星文明接上了头。后来大家认识到事情没有这么浪漫,这类天体被定名为“脉冲星”。 “脉冲星”的特点是脉冲周期短,且周期高度稳定。这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动,自转就是一种很准确的周期运动。[来(1)已知蟹状星云的中心星PS0531是一颗脉冲星,其周期为0.33s。PS0531的脉冲现象来自自转。设阻止该星离心瓦解的力是万有引力。估计PS0531的最小密度。
(2)如果PS0531的质量等于太阳质量,该星的可能半径最大是多少?(太阳质量M=1030kg)
(13分)动画片《熊出没》中有这样一个情节:某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱, 被挂在了树上,聪明的熊大想出了一个办法,让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化如图所示,设悬点为0,离地高度为H=6m,两熊可视为质点且总质量m=500kg,重心为A,荡下过程重心到悬点的距离L=2m且保持不变,绳子能承受的最大张力为T=104N,光头强(可视为质点)位于距离0点水平距离s=5m的B点处,不计一切阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)熊大和熊二为了解救自己,荡至最高点时绳与竖直方向的夹角α至少为多大?
(2)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子断裂,则他们的落地点离光头强的距离为多少?
(3)如果重心A到0的距离可以改变,且两熊向右摆到最低点时绳子恰好断裂,有无可能在落地时砸中光头强?请通过计算说明。
(8分)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。求:
(1)减速过程汽车加速度的大小;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少.
如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷 的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过
s后,电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻)。求:
(1)匀强电场的电场强度E。
(2)带电粒子第一次进入磁场时,粒子在其中的运动半径和运动时间各为多少?
(3)图b中s时刻电荷与O点的水平距离。
(4)如果在O点右方d= 67.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。
如图为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成,若静电分析仪通道的半径为R,其中仅有均匀辐向电场,方向如图所示,磁分析仪中仅有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,问:
(1)为了使位于A处的质量为m、电荷量为q的离子,从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析仪,已知虚线处场强大小均为E,则离子进入静电分析器的初速度为多少?加速电场的电压U应为多大?(离子的重力不计)
(2)离子由P点进入磁分析仪后,最终打在乳胶片上的Q点,该点距入射点P多远?若有一群离子从静止开始通过质谱仪后落在同一点Q,则该群离子有什么共同点?
R2=15Ω,R3=10Ω,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,电流表读数是0.75A,求电阻R1的阻值和它消耗的功率。