已知物体从地球上的逃逸速度v=,其中G、M、R分别是万有引力常量、地球的质量和半径.已知G=6.67×10¹¹ N·m²·kg^-2、光速c=2.99×10⁸ m/s.

求下列问题：

（1）逃逸速度大于真空中光速的天体叫做黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.98×10³⁰kg,求它可能的最大半径；

（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为0.4 kg/m³,如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物体都不能逃脱宇宙.问宇宙的半径至少多大？

天文观测表明：几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大，也就是宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v=Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定.为解释上述现象，有人提出一个种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致.

由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算公式为T=_____________________.

彗星——拖着长长的尾巴，时而出现于黎明的东方，时而划破晴夜的长空.对于彗星的观察，我国从殷商时代就有了关于彗星的观察记录，并为后人留下了珍贵的资料，其中在《春秋》中记载的观察彗星的资料，被公认为是世界上哈雷彗星的最早记录，比欧洲关于彗星的记录早了几百年.在西方研究彗星的众多科学家中，英国物理学家哈雷对彗星的研究最为深入，他不仅对彗星进行天文观察，而且还对彗星的轨道进行了定量的计算，1705年，他在《彗星天文学》一书中计算了彗星的24个轨道.在现在已知的1 600颗彗星中，人们对其中的600颗已确定了它们的轨道.

下面是关于彗星的几个问题：

（1）经过观察与研究，人们发现彗星绕太阳运行的轨道一般为椭圆、抛物线或双曲线.彗星轨道的形状是由彗星的能量所决定的.试问著名的哈雷彗星的运行轨道是椭圆，还是抛物线，还是双曲线？为什么？

（2）据科学家研究发现，彗星是由稀薄气体、冰冻团块、甲烷、氨、干冰等组成.彗星中还有含钾、钙、锰、钠和铁等物质，试说明人们是运用什么方法知道彗星中含有上述物质的？

（3）1994年，曾经发生了一个轰动世界的天文奇观，一颗命名为“苏梅克—列维9号”的彗星断裂成了21块（其中最大的一块线度约4 km）,以60 km/s的速度连续地向木星撞去，这就是著名的彗—木相撞现象.苏梅克—列维9号彗星中的第一块碎片于格林尼治时间7月16日20时15分落入木星大气层向木星撞去，撞击后产生的多个火球绵延近1 000 km.设想苏梅克—列维9号彗星分裂时有一块碎块的质量为10¹² kg，它相对于木星的速度为600 m/s,求它与木星相撞过程中损失的机械能为多少？

（4）苏梅克—列维9号彗星中的第一个碎块于格林尼治时间7月16日20时15分落入木星大气层向木星撞去，放出了相当于8×10²⁰ J的巨大能量.已知一个铀235裂变时可放出约200 MeV的能量，试估算：苏梅克—列维9号彗星中的第一个碎块与木星相撞所释放的能量相当于多少千克的铀235发生了裂变？

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙中诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部氢核聚变反应生成的.

（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（）.同时放出2个正电子（）和2个中微子（ν_e），请写出该氢核聚变反应的方程式，并计算一次反应释放的能量.

（2）研究表明，银河系的年龄为t=3.8×10¹⁷ s，每秒钟银河系产生的能量约略为1×10³⁷ J（即P=1×10³7 J/s）,现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应.试估计算银河系中氦的质量（最后结果保留一位有效数字）.

（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.

(可能用到的数据：银河系质量为M=3×10⁴¹ kg,质量单位1 u=1.66×10^-27 kg,1u相当于1.5×10^-10 J的能量，电子质量M_e=0.000 5 u,氦核质量M_α=4.002 6 u,氢核质量M_P=1.007 8 u,中微子（V_e）质量为零.

下列说法正确的是

A．元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的，这是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因。

B．物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场

C．物理学家奥斯特发现由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律

D．物理学家库仑利用扭秤实验发现了库仑定律，洛伦兹测出了静电力常量k的值

图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带负电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子

A．带负电

B．在c点受力最大

C．在b点的电势能大于在c点的电势能

D．由a点到b点的动能变化小于有b点到c点的动能变化

图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带正电的粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图下列正确是

A．该点电荷是负电荷

B．带电粒子一定从a点运动到b点

C．带电粒子在a的速度小于b点的速度

D．带电粒子在a的电势能小于b点的电势能

如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，画一正方形ABCD，对角线AC与两点电荷连线重合，两对角线交点O恰为电荷连线的中点.下列说法中正确的是 

A．A点的电场强度大于B点的电场强度且两点电场强度方向不同

B．B、D两点的电场强度及电势均相同

C．一电子由B点沿B→C→D路径移至D点，电势能先减小后增大

D．一质子由C点沿C→O→A路径移至A点，电场力对其先做负功后做正功

边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为d(d>L)．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零．则线框进入磁场和穿出磁场的过程相比较，有

A．产生的感应电流方向相反

B．受的安培力大小相等方向相反

C．进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间

D．进入磁场过程中产生的热量少于穿出磁场过程产生的热量

阻值为R的电阻和不计电阻的导线组成如图所示的滑轨，滑轨与水平面成α角，匀强磁场垂直滑轨所在的面，宽窄滑轨的宽度是二倍关系，一质量为m电阻不计的导体棒ab垂直滑轨放置，彼此接触良好。不计导体棒与滑轨间的摩擦，导体棒从靠近电阻R处由静止释放，在滑至窄滑轨之前已达匀速，其速度为v，窄滑轨足够长。则下列说法正确的是

A．导体棒进入窄滑轨后，先做加速度逐渐减小的加速运动后作匀速运动

B．导体棒在窄滑轨上匀速运动的速度为2v

C．导体棒在宽窄两滑轨上匀速运动时导体棒产生的电动势相同

D．导体棒在窄滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率是在宽滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率4倍