【題目】科學(xué)家初步估計月球土壤中至少有100萬噸“氦3”(即23He),它是熱核聚變的重要原料如果月球開發(fā)成功,將為地球帶來取之不盡的能源.已知氨3核與氘核發(fā)生聚變反應(yīng)有質(zhì)子流產(chǎn)生
(1)寫出核反應(yīng)方程,
(2)若該反應(yīng)中質(zhì)量虧損為9.0×l0﹣30kg , 且釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為生成物的總動能.試計算生成物的總動能(聚變前粒子的動能可忽略不計).
【答案】
(1)
根據(jù)題意設(shè)生成的新核 ,則由于在核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒故有3+2=1+A
解得A=4
根據(jù)核反應(yīng)過程中核電荷數(shù)守恒可得2+1=1+Z
解得Z=2,
故新核為
所以核反應(yīng)方程式為:
(2)
核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為△m,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mC2
可得釋放的能量△E=9.0×10﹣30×(3×108)2=8.1×10﹣13J
由于釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為動能,故生成物的動能為8.1×10﹣13J.
【解析】①要寫出核反應(yīng)方程,必須知道生成物是什么,所以可以根據(jù)核反應(yīng)過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒求出新核的質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)從而確定新核,并最終寫出核反應(yīng)方程式.
②要計算生成物的總動能,就必須知道核反應(yīng)釋放的核能,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mC2即可求出核反應(yīng)釋放的能量.
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【題目】浙江最大抽水蓄能電站 2016 年將在縉云開建,其工作原理是:在用電低谷時(如深夜),電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中,到用電高峰時,再利用蓄水池中的水發(fā)電。如圖所示,若該電站蓄水池(上水庫)有效總庫容量(可用于發(fā)電)為 7.86×106m3 , 發(fā)電過程中上下水庫平均水位差 637m,年抽水用電為 2.4×108 kW·h,年發(fā) 電 量 為 1.8×108 kW·h ( 水 的 密 度 為 ρ=1.0×103kg/m3 , 重力加速度為 g=10m/s2 , 以下水庫水面為零勢能面)。則下列說法正確的是()
A.抽水蓄能電站的總效率約為 65%
B.發(fā)電時流入下水庫的水流速度可達到 112m/s
C.蓄水池中能用于發(fā)電的水的重力勢能約為 Ep=5.0×1013 J
D.該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個大城市居民用電(電功率以105 kW 計算)約10h
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【題目】兩個圓心相距5cm的半徑均為1cm的金屬圓球,它們所帶電荷量的絕對值恒定不變,但電性可以改變,那么,下列說法正確的是( 。
A.都帶正電荷時相互作用力較大
B.都帶負電荷時相互作用力較大
C.帶異種電荷時相互作用力較人
D.不管帶何種電荷作用力都一樣大
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【題目】在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速,輕水、重水和石墨等常用作減速劑.中子在重水中可與 H核碰撞減速,在石墨中與 C核碰撞減速.上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型.某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰,通過計算說明,僅從一次碰撞考慮,用重水和石墨作減速劑,哪種減速效果更好? .
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【題目】某同學(xué)利用如圖所示的方法估測反應(yīng)時間.
首先,甲同學(xué)捏住直尺上端,使直尺保持豎直狀態(tài),直尺的零刻度線位于乙同學(xué)兩指之間.當乙看見甲放開直尺時,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度讀數(shù)為x,則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為(重力加速度為g).
基于上述原理,某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時間的工具,若測量范圍為0~0.5s,則所用直尺的長度至少為 cm(g取10m/s2);若以相等時間間隔在該直尺的另一面標記出表示反應(yīng)時間的刻度線,則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是的(選填“相等”或“不相等”).
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【題目】一質(zhì)點以v0=6m/s的初速度、a=0.5m/s的加速度做勻加速直線運動,求:
(1)2s末質(zhì)點的速度;
(2)質(zhì)點經(jīng)過x1=28m后的速度;
(3)質(zhì)點經(jīng)過x2=64m位移的過程中的平均速度.
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【題目】間距為 的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成,如圖所示,傾角為θ的導(dǎo)軌處于大小為 ,方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場區(qū)間Ⅰ中,水平導(dǎo)軌上的無磁場區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3 的“聯(lián)動雙桿”(由兩根長為 的金屬桿, 和 ,用長度為L的剛性絕緣桿連接而成),在“聯(lián)動雙桿”右側(cè)存在大小為 ,方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場區(qū)間Ⅱ,其長度大于L,質(zhì)量為 ,長為 的金屬桿 ,從傾斜導(dǎo)軌上端釋放,達到勻速后進入水平導(dǎo)軌(無能量損失),桿 與“聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞后桿 和 合在一起形成“聯(lián)動三桿”,“聯(lián)動三桿”繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進入磁場區(qū)間Ⅱ并從中滑出,運動過程中,桿 、 和 與導(dǎo)軌始終接觸良好,且保持與導(dǎo)軌垂直。已知桿 、 和 電阻均為 。不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻,忽略磁場邊界效應(yīng)。求:
(1)桿 在傾斜導(dǎo)軌上勻速運動時的速度大小 ;
(2)聯(lián)動三桿進入磁場區(qū)間II前的速度大小 ;
(3)聯(lián)動三桿滑過磁場區(qū)間II產(chǎn)生的焦耳熱
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【題目】下列說法正確的是( )
A.核發(fā)生一次衰變時,新核與原來的原子核相比,中子數(shù)減少了4
B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)
C.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期可能變小
D.用的光子照射處于基態(tài)的氫原子,可使其電離
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【題目】太陽內(nèi)部四個質(zhì)子聚變成一個粒子,同時發(fā)射兩個正電子和兩個沒有靜止質(zhì)量的中微子(中微子不帶電).若太陽輻射能量的總功率為P , 質(zhì)子、氦核、正電子的質(zhì)量分別為mp、mHe、me , 真空中光速為c . 求:
(1)寫出核反應(yīng)方程;
(2)時間t內(nèi)參與核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)(中微子能量可忽略).
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