太陽向地球表面每平方米輻射光能的功率為14 kW，如今利用凹面鏡制成太陽灶燒水，使20 ℃、5 kg的水在20 min內(nèi)沸騰，此太陽灶中凹面鏡受光照面積的直徑最小應該多大？〔不計能量損失，水的比熱容c=4.2×10³ J/（kg·℃）〕

已知每秒鐘從太陽輻射到地球表面上垂直于太陽光方向的每平方米面積上的輻射能為1.4×10³ J，其中可見光部分約占45％.假設可見光的波長均為0.55 μm，太陽向各個方向的輻射是均勻的，日地間距離為1.5×10¹¹ m，取普朗克常量為h=6.6×10^-34 J·s，由此估算太陽每秒鐘輻射出的可見光光子數(shù)約為多少個？(答案保留兩位有效數(shù)字)

我們通常所說的太陽能資源，不僅直接包括投射到地球表面上的太陽輻射能，而且包括像所有礦物燃料能、水能、風能、海洋能、潮汐能等間接的太陽能資源，還應包括綠色植物的光合作用所固定下來的能量即生物能，嚴格地說，除了地熱能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部來自太陽能，這也稱為“廣義太陽能”，回答下列問題：

(1)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋�氦核的熱核反應，這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能源；

①寫出這個核反應方程式；

②這一核反應能釋放出多少能量？(m_p＝1.0073u，m_α＝4.0015u，m_e＝0.00055u)

(2)太陽能的光電直接轉換的基本原理是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，如圖是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓(釋放出的光電子在電場力的作用下做加速運動的電壓)

①在圖上標出電源正、負極和電流表的正、負接線柱；

②入射光應照射在________極上；

③若電流表讀數(shù)是10μA，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射的光電子至少是多少個？

(3)當太陽光進入地球的大氣層時，由于臭氧在紫外波長200nm～300nm的譜段有強吸收帶，在300nm～400nm有弱吸收帶，在440nm～740nm有可見光區(qū)吸收帶，所以臭氧層可以大量吸收紫外線和可見光，請回答

①紫外線產(chǎn)生的微觀機理是

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A．振蕩電路中自由電子的運動而產(chǎn)生的

B．原子的外層電子受激發(fā)后而產(chǎn)生的

C．原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后而產(chǎn)生的

D．原子核受激發(fā)后而產(chǎn)生的

②氫原子處于基態(tài)時能量為E₁＝－13.6eV，當它從n＝2能級向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的紫外線波長為多少？(h＝6.63×10^－34J·s)

(4)研究表明：波長在315～400nm之間的紫外線是地表生物所必需的，它可以促進人體的膽固醇類轉化為維生素D，請回答：

①維生素D的主要功能是

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A．促進人體正常發(fā)育，增強抵抗力，維持人的正常視覺

B．維持人體正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能

C．維持正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能

D．促進鈣、磷吸收和骨骼發(fā)育

②人體缺乏維生素D，會引起

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③下列哪些食物是維生素D的重要來源

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(5)太陽光的可見光部分照射到地面上，通過一定的裝置可觀察到太陽光譜，如圖所示是一簡易裝置，將一加滿清水的碗放在有陽光的地方，將平面鏡斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使太陽光經(jīng)水面折射再經(jīng)水中平面鏡反射，最后由水面折射回空氣射到室內(nèi)的白墻上，此時可觀察到太陽光譜，請論述光譜線的排列方式和光譜線兩側可見光的顏色．

(6)植物的光合作用需要陽光．寫出植物發(fā)生光合作用的反應方程式．