质量为m的0℃的冰雹,自空中自由静止下落,由于空气阻力的作用,其中1%质量的冰在下落过程中完全融化成0℃的水脱离冰雹,若落地时的速度为400m/s,求:(1)冰

质量为m的0℃的冰雹,自空中自由静止下落,由于空气阻力的作用,其中1%质量的冰在下落过程中完全融化成0℃的水脱离冰雹,若落地时的速度为400m/s,求:(1)冰

题型:不详难度:来源:
质量为m的0℃的冰雹,自空中自由静止下落,由于空气阻力的作用,其中1%质量的冰在下落过程中完全融化成0℃的水脱离冰雹,若落地时的速度为400m/s,求:
(1)冰雹下落的高度?
(2)若落地时,动能全部转化成热,问能否将冰雹融化?
(设冰的融化热λ=0.34×107J/kg,g为10m/s2
答案
(1)设冰雹下落的高度为h,根据题意有
mgh-
1
2
(1-1%)mv2
=m×1%λ
所以h=
m×1%λ+
1
2
(1-1%)mv2
m
=11 320m
(2)假设能全部熔化,则需满足
1
2
(1-1%)mv2≥m
(1-1%)λ
1
2
(1-1%)mv2=7.92×104mJ

(1-1%)mλ≈3.4×106mJ
显然由动能转化成的热不足以满足冰全部熔化的需要,故不能将冰雹熔化
答:(1)冰雹下落的高度为11320m;
(2)不能
举一反三
四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一.某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×l03kg/m3,重力加速度取10m/s2.求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).
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“潮汐发电”是海洋能利用中发展最早、规模最大、技术较成熟的一种方式.某海港的货运码头,就是利用“潮汐发电”为皮带式传送机供电,图1所示为皮带式传送机往船上装煤.本题计算中取sin18°=0.31,cos18°=0.95,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10m/s2
(1)皮带式传送机示意图如图2所示,传送带与水平方向的角度θ=18°,传送带的传送距离为L=51.8m,它始终以v=1.4m/s的速度运行.在传送带的最低点,漏斗中的煤自由落到传送带上(可认为煤的初速度为0),煤与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4.求:从煤落在传送带上到运至传送带最高点经历的时间t;
(2)图3为潮汐发电的示意图.左侧是大海,中间有水坝,水坝下装有发电机,右侧是水库.当涨潮到海平面最高时开闸,水由通道进入海湾水库,发电机在水流的推动下发电,待库内水面升至最高点时关闭闸门;当落潮到海平面最低时,开闸放水发电.设某潮汐发电站发电有效库容V=3.6×106m3,平均潮差△h=4.8m,一天涨落潮两次,发电四次.水流发电的效率η1=10%.求该电站一天内利用潮汐发电的平均功率P;
(3)传送机正常运行时,1秒钟有m=50kg的煤从漏斗中落到传送带上.带动传送带的电动机将输入电能转化为机械能的效率η2=80%,电动机输出机械能的20%用来克服传送带各部件间的摩擦(不包括传送带与煤之间的摩擦)以维持传送带的正常运行.若用潮汐发电站发出的电给传送机供电,能同时使多少台这样的传送机正常运行?
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用功率P0=1W的光源,照射离光源r=3m处的某块金属的薄片.已知光源发出的是波长λ=589nm的单色光,试计算
(1)1s内打到金属板1m2面积上的光子数;
(2)若取该金属原子半径r1=0.5×10-10m,则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子?
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在密闭的四壁绝热的房间里,使房里长期没工作的电冰箱开始工作,并打开电冰箱的门,经过一段较长时间之后(  )
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A.房间内的温度将降低
B.房间内的温度将不变
C.房间内的温度将升高
D.无法判断房间内温度的变化
某段陡峭的河床,上、下游水面高度差为2.0m,上游河水水速为2.0m/s,水面宽为4.0m,平均水深为1.0m,若将该段河水的机械能全部转化为电能,发电功率可达______kW.发电时若发电机输出功率仅为上述功率的一半,一昼夜发电机输出电能约为______kW•h.(取两位有效数字)