天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%。有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后2分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的。

(1)把氫核聚變反應(yīng)簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核(H)聚變成氦核(He)，同時(shí)放出2個(gè)正電子(e)和2個(gè)中微子(v0),請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量。

(2)研究表明，銀河系的年齡約為t=3.8×1017 s，每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×1037 J(即P=1×1037 J/s)。現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng)，試估算銀河系中氦的含量(最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

(3)根據(jù)你的估算結(jié)果，對(duì)銀河系中氦的主要、生成途徑作出判斷。

(可能用到數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M=3×1041 kg。原子質(zhì)量單位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相當(dāng)于1.5×10-10 J的能量，電子質(zhì)量m=0.000 5 u，氦核質(zhì)量mα=4.002 6 μ，氫核質(zhì)量mp=1.007 8 u，中微子v0質(zhì)量為零)

解析：(1)核反應(yīng)方程為H=He+e+2v0

質(zhì)量號(hào)換Δm=4mp-ma-2m3-0

釋放能量ΔE=Δmc2=4.14×10-12 J

(2)m=a=6.1×1039 kg

氦的含量k=≈2%

(3)由估算結(jié)果可知，k≈2%遠(yuǎn)小于25%的實(shí)際值，所以銀河系中氦主要是宇宙誕生后2分鐘左右生成的。

答案：(1)4.14×10-12 J (2)2% (3)見解析(3)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

天文學(xué)家測(cè)得銀河系中的氦的含量約為25%，有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是宇宙誕生后的3分鐘內(nèi)生成；二是宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的，氫核聚變反應(yīng)可簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核（
 
1
1
H）聚變成氦核（
 
4
2
He），同時(shí)放出2個(gè)正電子（
 
0
1
e）和2個(gè)中微子（v0）．已知氦核質(zhì)量ma=4.0026u，氫核質(zhì)量mp=1.0078u，電子質(zhì)量me=0.0005u，中微子v質(zhì)量為零，1u相當(dāng)于931.5MeV的能量，則該核反應(yīng)方程式和一次反應(yīng)中釋放出的核能分別為（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%．有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后3分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的．
（1）把氫核聚變反應(yīng)就簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核（
 
1
1
H）聚變成氦核（
 
4
2
He），同時(shí)放出2個(gè)正電子（
 
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e）和2個(gè)中微子（Ve），請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量．
（2）研究表明，銀河系的年齡約為t=3.8×1017s，每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×1037J（即P=1×1037J/s）．現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng)，試估算銀河系中氦的含量（最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．
（3）根據(jù)你的估算結(jié)果，對(duì)銀河系中氦的主要生成途徑做出判斷．
（可能用到數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M=3×1041kg，原子質(zhì)量單位1u=1.66×10-27kg，1u相當(dāng)于1.5×10-10J的能量，電子質(zhì)量m=0.0005u，氦核質(zhì)量ma=4.0026u，氫和質(zhì)量mp=1.0078u，中微子ve質(zhì)量為零）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%．有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后2分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的．把氫核聚變反應(yīng)簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核（
 
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H）聚變成氦核（
 
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He），同時(shí)放出2個(gè)正電子（
 
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e）和2個(gè)中微子（νe），請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量．（可能用到數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M=3×1041kg，原子質(zhì)量單位1u=1.66×10-27kg，1u相當(dāng)于1.5×10-10J的能量，電子質(zhì)量m=0.0005u，氦核質(zhì)量ma=4.0026u，氫和質(zhì)量mp=1.0078u，中微子ve質(zhì)量為零）．
（2）下雪天，卡車在平直的高速公路上勻速行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方停著一輛故障車，他將剎車踩到底，車輪被抱死，但卡車仍向前滑行，并撞上故障車，且推著它共同滑行了一段距離l后停下，已知卡車質(zhì)量M為故障車質(zhì)量m的4倍．設(shè)卡車與故障車相撞前的速度為v1，兩車相撞后的速度變?yōu)関2，相撞的時(shí)間極短，求：
①v1：v2的值；
②卡車在碰撞過程中受到的沖量．

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科目：高中物理 來源：2012年粵教版高中物理選修3-5 4.7小粒子與大宇宙練習(xí)卷（解析版） 題型：計(jì)算題

天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%，有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙中誕生后3分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部氫核聚變反應(yīng)生成的.

（1）把氫核聚變反應(yīng)簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核（）聚變成氦核（）.同時(shí)放出2個(gè)正電子（）和2個(gè)中微子（νe），請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程式，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量.

（2）研究表明，銀河系的年齡為t=3.8×1017 s，每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約略為1×1037 J（即P=1×1037 J/s）,現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng).試估計(jì)算銀河系中氦的質(zhì)量（最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字）.

（3）根據(jù)你的估算結(jié)果，對(duì)銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷.

(可能用到的數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量為M=3×1041 kg,質(zhì)量單位1 u=1.66×10-27 kg,1u相當(dāng)于1.5×10-10 J的能量，電子質(zhì)量Me=0.000 5 u,氦核質(zhì)量Mα=4.002 6 u,氫核質(zhì)量MP=1.007 8 u,中微子（Ve）質(zhì)量為零.

 

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科目：高中物理 來源：2012屆黑龍江省哈爾濱市高二下學(xué)期期中考試物理試題 題型：計(jì)算題

天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%．有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后3分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)的氫核聚變反應(yīng)生成的．把氫核聚變反應(yīng)簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核聚變成氦核，同時(shí)放出2個(gè)正電子和2個(gè)中微子ν0，請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量．（可能用到的數(shù)據(jù)：原子質(zhì)量單位1 u=1．66×10－27kg，1 u相當(dāng)于1．5×10－10J的能量，電子質(zhì)量me=0．000 5 u，氦核質(zhì)量mα=4．002 6 u，氫核質(zhì)量mp=1．007 8 u，中微子質(zhì)量為零．結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

 

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