15.(14分)如图所示,灯泡L上标有“3V 3W”字样;R1为非线性元件,其电阻R1=βI(β为正的常数,I为通过R1的电流);R2为变阻器,其最大值为7Ω;电源电动势E=6V,内阻为1Ω。当开关S闭合,滑动变阻器P处于a端时,灯泡刚好正常发光。设灯泡和滑动变阻器的电阻均不随温度变化。试求:
(1)常数β的值;
(2)当滑动变阻器滑片P处于b端时灯泡的实际功率。
(3)已知氢气燃烧与氧气化合成水,每形成一个水分子释放的能量为6.2eV。若想产生相当于太阳上1kg的氢核聚变成α粒子所释放的能量,须燃烧多少千克氢气? 结果保留三位有效数字。(α粒子质量mα=4.0026u,质子质量mp=1.00783u,电子质量me=5.48×10-4u(u为原子质量单位,1u=1.6606×10-27kg,1u相当于931.5Mev的能量)
14.(14分)精确的研究表明,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。
(1)试根据此图说出至少两条相关信息;
(2)太阳的能量来自下面的反应,四个质子(氢核)聚变成一个x粒子,同时发射两个正电子和两 个没有静止质量的中微子。写出这一核反应方程;
13.(13分)一同学家住在22层高楼的顶楼。他想研究一下电梯上升的运动过程。某天他乘电梯上楼时便携带了一个质量为5千克的砝码和一个量程足够大的弹簧秤,用手提着弹簧秤,砝码悬挂在秤钩上。电梯从第1层开始启动,中间不间断,一直到第22层停止。在这个过程中,他记录了弹簧秤在不同时段内的读数如下表所示。根据表格中的数据,求:
(1)电梯在最初加速阶段与最后减速阶段的加速度;
(2)电梯在中间阶段上升的速度大小;
(3)该楼房平均每层楼的高度。
50.0
19.0以后
46.0
13.0~19.0
3.0~13.0