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    长期以来，我国煤矿采取工人下井进行巷道开采的方式，在一些高瓦斯或地下水丰富的煤矿里，很容易发生瓦斯爆炸、冒顶或透水事故，造成重大的人员伤亡损失.无人下井采煤法提出了一条避免人员下井开采的采煤新思路，它只需在煤层上方打下一直一斜两个钻孔，直井作为开采井，斜井灌入高压水流，冲碎煤体后利用气压提升至地面，高压水流由压力泵和喷嘴组成的射流系统产生，我国研制的一种射流系统喷嘴口面积为S0=10cm2，水流柱射到面积为S=12.5cm2煤层面上，能对煤层产生p=300MPa的压强，为了便于计算，简化为高速水流垂直射向煤层面，水与煤层面撞击后有50％渗入煤层冲碎煤体，渗入后水的速度立即减小到零；另50％的水被原速反弹，由于水柱的稍微散开(计算时仍当作垂直煤层面)，反弹水不影响射向煤层的高速水流，设水流离开喷嘴时的速度等于射到煤层面上时的速度，已知水的密度为ρ=1.0×103kg／m3.求高压水流的速度多大.

    解：水流射到煤层面与煤层作用后有50％的水渗入煤层而速度减小到零，50％原速反弹，因此对煤层面产生压力是这两部分水分别产生压力之和，设每部分水的质量均为阴，水流速度为v，由动量定理得

    Ft=(mv-0)+[mv-(-mv)]=3mv   F=pS

    从喷嘴射出的水的质量为M，则M=ρV=ρS0vt，而m=M×50％＝M／2

    联立解得v=m／s=500m／s

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    随着我国月球探测计划“嫦娥工程”的启动，科学家对月球的探索越来越深入．预计在2013年发射升空的“嫦娥三号”卫星，将不再采取多次变轨的方式，而是一直接飞往月球．已知地球的质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，不考虑地球和月球自转的影响，则下列推断中正确的是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?通州区模拟）小明同学在学习运动学一章时，正好赶上我国的房价上涨．一天，他在新闻中听到：自从我国采取调控房价政策以来，最近全国部分城市的房价上涨出现减缓趋势．小李同学联想到刚刚学过的速度和加速度概念，觉得这里有相似之处，可以类比．你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比为（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    随着科学技术的进步和生产力的发展，能源构成也在不断地发生变化。图7反映了能源消费构成的变化。请完成31～36题。

    图7

    31.大约在　　　世纪　　　年代以后，人类利用化石能源（煤炭、石油、天然气）的比重超过了生物能源。造成这种变化的历史条件是：　　　　　　　　　　　　　　　。

    32.据测算，我国工业产品能源、原材料的消耗占企业生产成本的75%左右，如果能降低1个百分点，就能取得100多亿元的效益。我国应采取哪些措施降低能耗？

    33.在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。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U+n→Ba+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为　　　，a=　　　。以m U、m B a、m K r分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=　　　。

    （2）有一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10－11 J，U核的质量mU=390×10－27 kg。求每年（1年=3.15×107 s）消耗的U的质量。

    34.自然界中的铀和钴都有同位素。

    （1）铀主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为U 0.005%、U 0.72%、U 99.27%。请列出计算U元素近似原子量的计算式（不必算出具体数值）：　　　。

    （2）放射性同位素60Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生　　　，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能　   　、　  　。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体　　　（可以、不可以）直接触摸射线处理过的材料。

    35.中国发展核武器对世界政治军事格局产生了深远影响。请回答。

    （1）根据下表资料分析我国核试验的特点。

        比较项目

    国别

    首次核试

    验年代

    试验

    次数

    备 注

    美国

    1945

    1032

     

    苏（俄）

    1949

    715

     

    英国

    1952

    45

    不包括1962年以后与美国共同试验之次数

    法国

    1960

    210

     

    中国

    1964

    45

     

    （2）结合所学知识说明我国核试验的目的。

    （3）我国在核武器使用问题上坚持的原则是什么？这一原则所依据的我国外交政策的基本点是什么？

    36.我们应如何辩证地看待人类对核资源的利用？

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    随着科学技术的进步和生产力的发展，能源构成也在不断地发生变化。图4反映了能源消费构成的变化。请完成31～36题：

    图4

    31.大约在　　　世纪　　　年代以后，人类利用化石能源（煤炭、石油、天然气）的比重超过了生物能源。造成这种变化的历史条件是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

    32.据测算，我国工业产品能源、原材料的消耗占企业生产成本的75%左右，如果能降低1个百分点，就能取得100多亿元的效益。我国应采取哪些措施降低能耗？

    33.在其他能源中，核能具有能量密度大，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U+n→Ba+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为　　　，a =　　　。以,m U、m B a、m K r分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=　                 　　。

    （2）有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10－11 J，U核的质量mU=390×10－27 kg。求每年（1年=3.15×107 s）消耗的U的质量。

    34.自然界中的铀和钴都有同位素。

    （1）铀主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为U 0.005%、U 0.72%、U 99.275%。请列出计算U元素近似原子量的计算式（不必算出具体数值）：　　      。

    （2）放射性同位素60Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生    　　　，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能　　　、　　　。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体　　　（可以、不可以）直接触摸射线处理过的材料。

    35.中国发展核武器对世界政治军事格局产生了深远影响。请回答：

       （1）根据下表资料分析我国核试验的特点。

         比较项目　　　　　　　

    　　　　　

    国　别

    首次核试验年代

    试验次数

    备  注

    美国

    1945

    1032

     

    苏（俄）

    1949

    715

     

    英国

    1952

    45

    不包括1962年以后与美国共同试验之次数

    法国

    1960

    210

     

    中国

    1964

    45

     

      （2）结合所学知识说明我国核试验的目的。

      （3）我国在核武器使用问题上坚持的原则是什么？这一原则所依据的我国外交政策的基本点是什么？

    36.我们应如何辩证地看待人类对核资源的利用？

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