核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u,氚原子的质量为3.0160u,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u,1u=1.66×10-27kg。
(1)写出氘和氚聚合的反应方程。
(2)试计算这个核反应释放出来的能量。
(3)若建一座功率为3.0×105kw的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗多少氘的质量?(一年按3.2×107s计算,光速c=3.00×108m/s,结果取二位有效数字)
如图所示,光滑斜面的倾角=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=lm,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F=10N.斜面上ef线(ef∥gh)的上方有垂直斜面向上的均匀磁场,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象,从线框由静止开始运动时刻起计时.如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离s=5.1m,g取10m/s2。求:
⑴ 线框进入磁场时匀速运动的速度v;
⑵ ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
⑶ 线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热
在如图所示的竖直平面内,有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接,传送带长L=lm.有一个质量为m=0.5kg,带电量为q=+10-3C的滑块,放在水平平台上。平台上有一根轻质弹簧左端固定,右端与滑块接触但不连接。现用滑块缓慢向左移动压缩弹簧,且弹簧始终在弹性限度内。在弹簧处于压缩状态时,若将滑块静止释放,滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ="0.20" (g取10m/s2)求:
(1)滑块到达B点时的速度vB,及弹簧储存的最大弹性势能EP;
(2)若传送带以1.5m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,释放滑块的同时,在BC之间加水平向右的匀强电场
E=5×102N/C。滑块从B运动到C的过程中,摩擦力对它做的功。
如图装置中绳子质量,滑轮质量及摩擦均不计,两物体质量分别为m1=m,m2=4m,m1下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连。
①系统静止时弹簧处于什么状态?形变量Δx为多少?
②用手托住m2,让m1静止在弹簧上,绳子绷直,但无拉力,然后放手,m1、m2会上下做简谐振动,求:m1、m2运动的最大速度分别为多大?
③在②问的情况下,当m2下降到最低点,m1上升到最高点时,求:此时m1、m2的加速度的大小各为多少?
在2014年索契冬奥会上,奥地利选手梅耶耳力战群雄,最终夺得男子高山滑雪冠军。假设滑雪赛道可简化为倾角为θ=30°,高度为h=945m的斜面,运动员的质量为m=60kg,比赛中他由静止从斜面最高点开始滑下,滑到斜面底端时的速度v=30m/s,该过程中运动员的运动可看作匀加速直线运动(g取10m/s2)求:
(1)整个过程运动时间;
(2)运动过程中所受的平均阻力(结果保留三位有效数字)。
如图所示,水平传送带以恒定的速率v="4" m/s运送质量m="0.5" kg的工件(可视为质点).工件都是在位置A无初速度地放在传送带上的,且每当前一个工件在传送带上停止相对运动时,后一个工件即放到传送带上,今测得与传送带保持相对静止的相邻两工件之间的距离为2.0 m·g取10 m/s2.求:
(1)某一工件刚放到A点时它与前一工件之间的距离x0;
(2)工件与传送带之间的动摩擦因数;
(3)由于传送工件而使带动传送带的电动机多消耗的功率.