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解析
| 共计 2 道试题
1 . 在科幻电影《流浪地球》中,由于太阳极速衰老膨胀即将吞噬地球,所以人类要把地球“推”离太阳系,而要想实现这一步,首先要让地球停止自转。人类采用的办法是在赤道上架设若干台大功率“转向发动机”,利用核聚变反应中释放的能量将燃烧物质以极高的速度抛射到太空,利用“反冲力”使地球转动逐渐减慢。已知每台“转向发动机”在单位时间内能将质量为m0的物质以相对地球速度v抛出,地球质量为,半径为,自转角速度为
(1)如图所示,大圆表示地球赤道,弯曲箭头表示地球自转方向,小圆圈表示转向发动机的位置。要想获得最大的转动力矩,使减速效果最好,请你用箭头在途中A点标出燃烧物质的抛射方向___________
(2)若转向发动机都按照产生最大力矩方向抛射物质,求每台转向发动机获得的平均反冲力F的大小___________。(说明:地球减速是个漫长的过程,但在研究反冲力时,可认为地球自转速度不变)
(3)为了计算在赤道上要架设多少台“转向发动机”,需用到与刚体(理想化模型,即形状和大小完全不变的物体)转动相关的物理知识。虽然我们在高中阶段没有学习关于刚体的动力学知识,但是我们可以通过“类比”的方法来认识它。
a.我们学过质点平动的动力学方程:,相应地,在刚体转动中,有,其中,M表示力矩,表征外力对刚体的转动效果;I为刚体的“转动惯量”,与平动中的质量m相对应,表征刚体转动状态改变的难易程度,对于质量均匀分布的刚体而言,m为球体质量,R为球体半径,地球可视为质量分布均匀的刚体。到目前为止,你可能还不知道所代表的物理含义,但它也可以表示为某个物理量变化率的形式,与平动中的加速度a对应。请你利用所学知识并结合题目信息,猜想“”所代表的物理量,简要写出猜想理由并说明所代表的物理量的含义___________
b.若要求在T时间内停止自转,求赤道上至少要安装转向发动机的个数N___________
2019-05-09更新 | 643次组卷 | 4卷引用:【区级联考】北京市丰台区2019届高三第二次模拟考试物理试题
2 . 核能与其他能源相比具有能量大、地区适应性强的优势。在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。
(1)核反应方程式,是反应堆中发生的许多核反应中的一种,为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X为_______a=_______。以分别表示核的质量,分别表示中子、质子的质量,c为真空中的光速,则在上述核反应过程中放出的核能=_____________
(2)已知有一种同位素,比核多2个中子。某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变时放出的粒子的速度大小为,试求衰变后的残核初速度多大?_____
共计 平均难度:一般