题目内容

【题目】20113月日本本州岛海域发生里氏9.0级地震,地震引发海啸,瞬间扑向几乎日本全部沿海地区,继而造成日本福岛核电站核泄露。

海啸冲向陆地 福岛核电站发生爆炸

1)强烈地震全面瘫痪了日本震区的地面交通,利用卫星遥感技术可及时了解震区的受灾情况。如图所示拍摄到的照片是通过____________传回地面。

2)海啸时产生的水墙速度很大,具有很大的___________能,破坏力很强。

3)核电站是利用_________能转化为_________能再转化为___________能再转化为__________能来发电的,目前核电站利用的核反应是__________(裂变/聚变);

4)由于海啸,用于核电站冷却水循环系统的发电机出现异常,使反应堆温度过高,在这样的高温下,燃料棒中的错和水发生化学反应,放出大量氢气。氢气泄漏到安全壳和核电站外部结构之间和空气混合,最终导致爆炸。产生氢气过程中,是________能转化为___________能。

5)福岛核事故达到了七级,请你说出两点核辐射造成的危害:①____________;____________________

【答案】电磁波 机械 机械 裂变 化学 污染空气 污染水

【解析】

1[1]卫星通信范围大而卫星通信就是利用电磁波进行传递信息;

2[2]物体由于运动而具有的能量,称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的一半。所以海啸产生的水墙具有很大的动能;

3[3][4][5][6][7]核电站是利用核能转化为内能再转化为机械能再转化为电能来发电的,目前的核电站都是利用核分裂反应而发电;

4[8][9]在高温条件下,燃料棒中的锆和水发生化学反应,放出大量氢气,消耗了内能得到了化学能,因此内能转化为了化学能;

5[10][11]核辐射造成的危害很多,可以严重污染环境、污染水、导致物种变异等等。

练习册系列答案
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【题目】对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m

1)该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率恒为v

求导线中的电流I

②为了更精细地描述电流的分布情况,引入了电流面密度j,电流面密度被定义为单位面积的电流强度,求电流面密度j的表达式;

③经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型,求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。

2*)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦托尔曼效应。这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动,从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动,由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力,所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足(1)问中的规律,求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动(减速时间可忽略不计)之后,通过线圈导线横截面的电荷量Q

【题目】如图所示为示波管的结构原理图,加热的阴极K发出的电子(初速度可忽略不计)经电势差为U0AB两金属板间的加速电场加速后,从一对水平放置的平行正对带电金属板的左端中心点沿中心轴线射入金属板间(垂直于荧光屏M),两金属板间偏转电场的电势差为U,电子经偏转电场偏转后打在右侧竖直的荧光屏M上。整个装置处在真空中,加速电场与偏转电场均视为匀强电场,忽略电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。已知电子的质量为m,电荷量为e;加速电场的金属板AB间距离为d0;偏转电场的金属板长为L1,板间距离为d,其右端到荧光屏M的水平距离为L2

1)电子所受重力可忽略不计,求:

①电子从加速电场射入偏转电场时的速度大小v0

②电子打在荧光屏上的位置与O点的竖直距离y

③在偏转电场中,若单位电压引起的偏转距离称为示波管的灵敏度,该值越大表示示波管的灵敏度越高。在示波管结构确定的情况下,为了提高示波管的灵敏度,请分析说明可采取的措施。

2)在解决一些实际问题时,为了简化问题,常忽略一些影响相对较小的量,这对最终的计算结果并没有太大的影响,因此这种处理是合理的。如计算电子在加速电场中的末速度v0时,可以忽略电子所受的重力。请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理的。已知U0125Vd0=2.0×10-2mm9.0×10-31kge1.6×10-19C,重力加速度g=10m/s2

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