社会发展到今天,能源危机开始困扰人类.人们正在寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的持续发展.热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氘在可控情况下发生的核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像造出一个“人造太阳”.反应后的生成物是无放射性污染的氦.预期于2010年建成的实验反应堆,可以在16min产生1.44×10
12J的热量.据媒体报道:1L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量.请根据所提供的数据进行计算,并回答以下问题:
(1)若汽油的密度约为0.7×10
3kg/m
3,300L汽油的质量是多少?(1L=1×10
-3m
3)
(2)若汽油的热值为4.6×10
7J/kg,300L汽油完全燃烧能释放多少热量?
(3)从1.49×10
2L海水中提取氢的同位素,在发生聚变时可以产生1.44×10
12J的热量,若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是200W的电视机正常工作多少小时?
(4)你知道吗?在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”.这个名为托卡马克的装置就要点火实验了.阅读了上述材料和数据后,你一定会有很多感受,谈谈你对“人造太阳”的认识.
考点分析:
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2007年4月18日,新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在主要铁路线上,从而拉开了全国铁路第六次大提速的大幕.如图所示的CRH2型动车组由5节车箱组成,车组总功率为6000kW,最大牵引功率为4800kW,最大行驶速度为200km/h.
(1)当该车组用最大牵引功率以最大速度在平直轨道上匀速行驶3min,通过的路程是多少?在这个过程中车组受到的阻力是多少?
(2)为保证车组正常行驶,每节车箱上供乘客饮水用的电热水器耗电功率不能超过2800W.一节车箱内的电热水器5min最多可产生多少热量?这些热量可使多少20℃的水温度升高到70℃?[水的比热容为4.2×10
3J/]
(3)仔细观察车头的外形,请你谈谈这样设计的好处.
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液化气炉是人们目前较普遍地使用的炉具,而电磁炉则是新一代的智能炉具.为了比较它们的耗能费用,小明进行了调查,得出如下两组数据:
液化气炉(用气) | 电磁炉(用电) |
热效率 | 50% | 热效率 | 90% |
液化气每瓶净重 | 15kg | 额定电压 | 220V |
液化气热值 | 3.54×107J/kg | 额定功率 | 1000W |
当地液化气价格 | 70元/瓶 | 当地市电价格 | 0.5元/度 |
请问:
(1)若小明家一天所需热量相当于把50kg的水从40℃加热到100℃,则他一天消耗的热量为______J.[c
水=4.2×10
3J/]
(2)上述热量若靠电磁炉提供,需耗电能______度,若靠液化气炉提供需要燃烧______kg液化气.
(3)通过计算,你认为使用______炉耗能费用更低.(提示:液化气炉热效率是指炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比;热效率是指电磁炉有效利用的热量与消耗的电能之比.
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某品牌双桶洗衣机的部分技术数据如下表所示.
名称 | 额定电压 | 频率 | 工作电流 |
洗涤电动机 | 220V | 50HZ | 0.5A |
脱水电动机 | 220V | 50HZ | 0.8A |
求:(1)该洗衣机洗涤时的电功率是多少瓦?脱水时的电功率是多少瓦?
(2)把洗衣机洗涤时从正转→停→反转→停叫完成一次周期性变化,那么该洗衣机洗涤时完成一次周期性变化所消耗电能为多少焦耳?
(3)该洗衣机洗涤7min所耗电能为多少焦耳?
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如图所示,将一块重为3N,体积为100cm
3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm.(容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg).求:
(1)石块所受浮力;
(2)容器中水的重力;
(3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强.
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半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大.如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象.根据这种半导体材料电阻的特性,小明和他的同学设计了一个电路(如图乙),可以测定某一空间的温度,使用的器材如下:半导体电阻、电源、电流表(0-0.6A)、开关、定值电阻R
(10Ω)、导线若干.
(1)定值电阻R
的作用是什么?
(2)当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.2A,求电源的电压.
(3)电流表的读数为0.4A时,求当时环境温度和半导体电阻的电功率分别是多少?
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