太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段．它主要是由電子和、等原子核組成．維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能．根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段．為了簡(jiǎn)化，假定目前太陽全部由電子和核組成．（最后結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）

（1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M．已知地球半徑R=6.4×106 m，地球質(zhì)量m=6.0×1024kg，日地中心的距離r=1.5×1011m，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，1年約為3.2×107s，試估算目前太陽的質(zhì)量M．

（2）現(xiàn)將太陽內(nèi)部的核聚變核反應(yīng)簡(jiǎn)化為兩個(gè)電子和4個(gè)氫核（）聚變成氦核（），已知質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6726×10－27kg，質(zhì)量mα=6.6458×10－27kg，電子質(zhì)量me=0.9×10－30kg，光速c=3×108m/s．求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能．

參考解答

（1）估算太陽的質(zhì)量M

設(shè)T為地球繞日心運(yùn)動(dòng)的周期，則由萬有引力定律和牛頓定律可知

                              ①

地球表面處的重力加速度

                                      ②

                              ③Ks5u

以題給數(shù)值代入，得 M＝2×1030 kg                        ④

（2）核反應(yīng)方程為：

根據(jù)質(zhì)量虧損和質(zhì)能公式，該核反應(yīng)每發(fā)生一次釋放的核能為

△E＝（4mp＋2me－mα）c2                        ⑤

代入數(shù)值，得        △E＝4×10－12 J                     ⑥

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：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段．它主要是由電子和
 
1
1
H、
 
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2
He等原子核組成．維持太陽輻射的是他內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2
 
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e+4
 
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H→
 
4
2
He+釋放核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能．（1）已知質(zhì)子質(zhì)量mp，氦核的質(zhì)量mα，電子質(zhì)量me，光速c．試求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能．（2）用上述輻射中產(chǎn)生的波長為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10-19J金屬材料銫時(shí)，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，試求出產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能．（普朗克常量h=6.63×10-34J?s）

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科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要是由電子的
 
1
1
H、
 
4
2
He等原子核組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2e+4
 
1
1
H→
 
4
2
He+釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能，根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的
 
1
1
H核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段，為了簡(jiǎn)化，假定目前太陽全部由電子和
 
1
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H核組成．?
（1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M，已知地球半徑R=6.4×106 m，地球質(zhì)量m=6.0×1024 kg，月地中心的距離r=1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，1年約為3.2×107 s，試估算目前太陽的質(zhì)量M．?
（2）已知質(zhì)量mp=1.6726×10-27 kg，
 
4
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He質(zhì)量ma=6.6458×10-27 kg，電子質(zhì)量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能．?
（3）又知地球上與太陽光垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能W=1.35×103 J/m2．試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命．（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字）?

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科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段.它主要是由電子和、等原子核組成.維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能.根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段.為了簡(jiǎn)化，假定目前太陽全部由電子和核組成.

（1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M.已知地球半徑R＝6.4×106 m，地球質(zhì)量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距離r＝1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g＝10m/s2 ，1年約為3.2×107秒，試估算目前太陽的質(zhì)量M.

（2）已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.6726×1027 kg，質(zhì)量mα＝6.6458×1027 kg，電子質(zhì)量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能.

（3）又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能w＝1.35×103 W/m2.試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命.（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字.）

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省高二下學(xué)期期末考試物理 題型：計(jì)算題

（12分）太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段．它主要是由電子和 、等原子核組成．維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是，放出的核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能（普朗克常量J·s）．要求：

（1）已知質(zhì)子質(zhì)量mp，氦核的質(zhì)量mα，電子質(zhì)量me，光速c．求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能；

（2）用上述輻射中產(chǎn)生的波長為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10-19J金屬材料銫時(shí)，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，求出產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能．

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2010屆高三物理每周精析精練：原子物理 題型：計(jì)算題

 太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段。它主要是由電子和、等原子核組成。維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能。根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段。為了簡(jiǎn)化，假定目前太陽全部由電子和核組成。

（1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M。已知地球半徑R＝6.4×106 m，地球質(zhì)量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距離r＝1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度 g＝10 m/s2 ，1年約為3.2×107 秒，試估算目前太陽的質(zhì)量M。

（2）已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.6726×1027 kg，質(zhì)量mα＝6.6458×1027 kg，電子質(zhì)量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s。求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能。

（3）又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能w＝1.35×103 W/m2。試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命。（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字。）

      

 

 

 

 

 

 

 

 

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