受中子轰击时会发生裂变,产生
和
,同时放出200 MeV的能量.现要建设发电功率是5×105 kW的核电站,由铀235作为原子锅炉的燃料.假设核裂变释放的能量全部被用来发电,那么一天需纯铀235的质量为多大?(阿伏加德罗常数6.02×1023个/mol)
水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接(设经过B点前后速度大小不变),起点A距水面的高度H=7.0m,BC长d=2.0m,端点C距水面的高度h=1.0m. 一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1.(取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,运动员在运动过程中可视为质点)
(1)求运动员沿AB下滑时加速度的大小a;
(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小υ;
(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′距水面的高度h′.
如图所示,竖直放置的均匀细U型试管,左侧管长LOA=30cm,右管足够长且管口开口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为27°C,左右两管水银面等高。已知大气压强为p0=75cmHg.
(1)现对左侧封闭气体加热,直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?
(2)保持此时温度不变,从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入多少长度的水银,可以使得左侧管内气体恢复最初的长度?
(14分)如图,一对很大的竖直放置的平行金属板可以绕M、N左右转动,其之间存在一水平匀强电场。有一长为l的轻质细绝缘棒OA.处于电场中,其一端可绕O点在竖直平面内自由转动,另一端A.处固定一带电-q、质量为m的小球A.,质量为2m的绝缘不带电小球b固定在OA.棒中点处。滑动变阻器电阻足够大,当变阻器滑片在P点处时,棒静止在与竖直方向成30°角的位置,已知此时BP段的电阻为R,M、N两点间的距离为d。试求:(重力加速度为g)
(1)求此时金属板间电场的场强大小E;
(2)若金属板顺时针旋转α=30°(图中虚线表示),并移动滑片位置,欲使棒静止在与竖直方向成30°角的位置,BP段的电阻应调节为多大?
(3)若金属板不转动,将BP段的电阻突然调节为R,则小球b在摆动过程中的最大动能是多少?
(14分)如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆A.b水平放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R。现从静止释放A.b,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到与
的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1;
(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆A.b运动的加速度为gsinq时,此时金属杆A.b运动的速度;
(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆A.b运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率。
(12分)如图,将质量m=2kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长直杆上,直杆固定不动,环的直径略大于杆的截面直径,杆上依次有三点A.、B、C,sA.B=8m,sBC=0.6m,环与杆间动摩擦因数m=0.5,对环施加一个与杆成37°斜向上的拉力F,使环从A.点由静止开始沿杆向上运动,已知t=4s时环到达B点。试求:(重力加速度g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)F的大小;
(2)若到达B点时撤去力F,则环到达C点所用的时间。