Question

從2006年開始，我國就參與了國際科研合作項目《國際熱核聚變實驗堆聯合實施協定》，研究可控核聚變技術．該技術可用氫的同位素氘和氚聚合發生核聚變釋放能量，并不會產生放射性污染，如圖所示．
而氘可以從海水中提取，從1L的海水中提取的氘參與核聚變反應放出的能量相當于300L優質汽油完全燃燒放出的熱量．若這些核能用來發電的效率可以達到50%，所產生的電能可供如圖所示的電力機車牽引功率為4800kW的“和諧號”電力動車組以252km/h的運營速度勻速行駛多少km？（計算結果保留一位小數）（汽油密度：0.71×10³kg/m³；汽油熱值：4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：先根據公式Q=mq算出300L汽油完全燃燒放出的熱量，然后根據題意算出轉化的電能，再根據公式t=

W

P

算出這些電能能讓動車組行駛的時間，最后根據公式s=vt算出動車組行駛的路程．

解答：解：由ρ=

m

V

可得汽油質量：m_汽油=ρ_汽油V_汽油=0.71×10³kg/m³×300×10^-3m³=213kg，
汽油完全燃燒放出熱量：Q=qm_汽油=4.6×10⁷J/kg×213kg=9.798×10⁹J，
產生的電能：W=50%Q=50%×9.798×10⁹J=4.899×10⁹J，
由P=

W

t

可得產生的電能可供動車組行駛時間：t=

W

P

=

4.899×109J

4.8×106W

≈1020.6s，
動車組行駛速度：v=252km/h=70m/s，
由v=

s

t

可得動車組行駛路程：s=vt=70m/s×1020.6s=71442m≈71.4km．
答：動車組可以勻速行駛71.4km．

點評：解答本題需要用到多個公式，有密度公式、熱量公式、電功率公式、速度公式，本題很好的將這些公式串聯起來，顯示了這些公式之間的聯系性．本題考查了學生利用公式處理數據的能力，也考查了學生分析問題的能力．