为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者高锟的杰出贡献,早在1996年中国科学院紫金山天 文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。已知“高锟星”半径为R,其表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,在不考虑自转的情况,求解以下问题:(以下结果均用字母表达即可)
(1)假设“高锟星”为一均匀球体,试求“高锟星”的平均密度;(球体积)
(2)卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度;
(3)假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T,求该卫星距地面的高度。
如图为回旋加速器的装置图,D型盒的两底边分别为a、b,且相距很近,忽略粒子在其间的运动时间,设D型盒中的匀强磁场的磁感应强度为B,D型盒的半径为R,质量为m带电量为q的正电荷在a的中点从静止释放,求:
(1)带电粒子出回旋加速器时的动能
(2)从带电粒子开始运动开始计时,画出Uab一个周期内随时间t变化的图像(横轴用已知量标出)
(3)如果ab间的电压值始终保持为U,带电粒子从静止开始运动到出加速器所用的时间
带电量为Q,质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器,进入时速度和电容器中的场强方向垂直。已知:电容器的极板长为L,极板间距为d,两极板的电压为U2,重力不计,求:
(1)经过加速电场后的速度;
(2)离开电容器电场时的侧移量和偏转角的正切值。
质谱仪的工作原理图如图所示,A为粒子加速器,加速电压为U1;M为速度选择器,两板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场,匀强磁场的磁感应强度为B1,两板间距离为d;N为偏转分离器,内部有与纸面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B2.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子由静止经加速器加速后,恰能通过速度选择器,进入分离器后做圆周运动,并打到感光板P上.不计重力,求:
(1)粒子经粒子加速器A加速后的速度v的大小及速度选择器M两板间的电压U2.
(2)粒子在偏转分离器N的磁场中做圆周运动的半径R.
(3)某同学提出在其他条件不变的情况下,只减小加速电压U1,就可以使粒子在偏转分离器N的磁场中做圆周运动的半径减小.试分析他的说法是否正确.
如图所示,虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量e,质量为m)无初速度放入电场E1中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tanθ;
(3) 电子打到屏上的点P到O点的距离x.
如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面底端,(斜面足够长),对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图像如图乙,试求
(1)物体与斜面间的滑动摩擦因数;
(2)拉力F大小;
(3)物体离开斜面时的速度大小。