太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段,它主要是由電子的
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H、
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He等原子核組成,維持太陽輻射的是它內部的核聚變反應,核反應方程是2e+4
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H→
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He+釋放的核能,這些核能最后轉化為輻射能,根據(jù)目前關于恒星演化的理論,若由于聚變反應而使太陽中的
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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入紅巨星的演化階段,為了簡化,假定目前太陽全部由電子和
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H核組成.?
(1)為了研究太陽演化進程,需知道目前太陽的質量M,已知地球半徑R=6.4×106 m,地球質量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量M.?
(2)已知質量mp=1.6726×10-27 kg,
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He質量ma=6.6458×10-27 kg,電子質量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.(估算結果只要求一位有效數(shù)字)?
(1)設T為地球繞日心運動的周期,則由萬有引力定律和牛頓定律可知?
G
Mm
r2
=mr(
T
)2
…①?
地球表面處的重力加速度?
g=G
m 
R2
…②?
由①、②式聯(lián)立解得?
M=m(
T
2
r3
gR2
…③?
代入題給數(shù)值,得M=2×1030kg…④?
(2)根據(jù)質量虧損和質能方程,該核反應每發(fā)生一次釋放的核能為?
△E=(4mp+2me-mα)c2…⑤?
代入數(shù)值,解得△E=4.2×10-12 J⑥?
(3)根據(jù)題給假定,在太陽繼續(xù)保持在主序星階段的時間內,發(fā)生題中所述的核聚變反應的次數(shù)為??
N=
M
4mp
×10%…⑦?
因此,太陽總共輻射出的能量為?
E=N?△E?
設太陽輻射是各向同性的,則每秒內太陽向外放出的輻射能為?
ε=4πr2W…⑧?
所以太陽繼續(xù)保持在主序星的時間為?
t=
E
?
…⑨?
由以上各式,得:t=
0.1M(4mp+2me-mα)c2
4mp×4πr2W

代入題給數(shù)據(jù),并以年為單位,可得:t=1×1010年?
答:(1)估算目前太陽的質量為2×1030kg.
(2)每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應所釋放的核能為4.2×10-12 J.
(3)太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有1×1010年的壽命.
練習冊系列答案
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已知某行星半徑為R,以該行星第一宇宙速度運行的衛(wèi)星繞行周期為T,在該行星上發(fā)射同步衛(wèi)星的運行速度為v。求:
(1)同步衛(wèi)星距行星表面的高度為多少?
(2)若忽略行星的自轉,該行星表面的重力加速度為多少?

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(2)A、B兩顆人造衛(wèi)星的繞地球做圓周運動,它們的圓軌道在同一平面內,周期之比是
T1
T2
=
3
3
2
2
.若兩顆衛(wèi)星的最近距離等于地球半徑R,求這兩顆衛(wèi)星的周期各是多少?從兩顆衛(wèi)星相距最近開始計時到兩顆衛(wèi)星相距最遠至少經(jīng)過多少時間?已知在地面附近繞地球做圓周運動的衛(wèi)星周期為T0

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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(1)月球表面的重力加速度
(2)月球的質量
(3)環(huán)繞月球表面的宇宙飛船的速率.

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科目:高中物理 來源:杭州模擬 題型:問答題

質量為m的物體放在地球赤道上隨地球自轉,物體對地面的壓力大小為FN,已知地球的半徑為R,自轉周期為T,引力常量為G,某同學根據(jù)以上信息求得地球的質量M,他的求解過程如下:C=
Mm
R2
=mR(
T
)
2
;M=
4πR2
CT2

則:(1)請判斷該同學的計算過程和結果是否正確?
(2)若你認為正確請說明理由,若你認為不正確請寫出正確的解答.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

假設行星圍繞太陽所做的運動是勻速圓周運動,則( 。
A.太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比,與行星和太陽間的距離成反比
B.太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運動的向心力
C.行星同時受到太陽的引力和向心力這兩個力的作用
D.太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力

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科目:高中物理 來源:0114 期中題 題型:不定項選擇

2011年4月10日4時47分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭,成功將第八顆北斗導航衛(wèi)星送入太空預定轉移軌道。這是一顆地球同步軌道衛(wèi)星。關于第八顆北斗導航衛(wèi)星的下列說法正確的是
[     ]
A.北斗導航衛(wèi)星可以定點在北京上空
B.北斗導航衛(wèi)星運行周期與地球自轉周期相同
C.北斗導航衛(wèi)星運行周期與地球公轉周期相同
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科目:高中物理 來源:0103 月考題 題型:不定項選擇

同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星

[     ]

A.可以在地球上任意一點的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同的值
B.可以在地球上任意一點的正上方,但離地心的距離是一定的
C.只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同的值
D.只能在赤道的正上方,離地心的距離是一定的

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[     ]
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B、衛(wèi)星運轉速率比飛船大
C、衛(wèi)星運轉加速度比飛船大
D、衛(wèi)星離地高度比飛船大

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同步練習冊答案