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    太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子的H、He等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4H→He+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和H核组成．?
    （1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R=6.4×106 m，地球质量m=6.0×1024 kg，月地中心的距离r=1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为3.2×107 s，试估算目前太阳的质量M．?
    （2）已知质量mp=1.6726×10-27 kg，He质量ma=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．?
    （3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103 J/m2．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）?
    【答案】分析：（1）根据万有引力提供向心力和万有引力等于重力两个理论，联立解出太阳的质量．
    （2）根据爱因斯坦质能方程求出每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
    （3）结合能量守恒定律，抓住核聚变的次数求出太阳继续保持在主序星阶段的寿命．
    解答：解：（1）设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知?
    G…①?
    地球表面处的重力加速度?
    g=G…②?
    由①、②式联立解得?
    M=m（）2…③?
    代入题给数值，得M=2×1030kg…④?
    （2）根据质量亏损和质能方程，该核反应每发生一次释放的核能为?
    △E=（4mp+2me-mα）c2…⑤?
    代入数值，解得△E=4.2×10-12 J⑥?
    （3）根据题给假定，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为??
    N=×10%…⑦?
    因此，太阳总共辐射出的能量为?
    E=N?△E?
    设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为?
    ε=4πr2W…⑧?
    所以太阳继续保持在主序星的时间为?
    t=…⑨?
    由以上各式，得：t=
    代入题给数据，并以年为单位，可得：t=1×1010年?
    答：（1）估算目前太阳的质量为2×1030kg．
    （2）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能为4.2×10-12 J．
    （3）太阳继续保持在主序星阶段还有1×1010年的寿命．
    点评：本题考查了万有引力等于重力和万有引力提供向心力两个理论，以及爱因斯坦质能方程等知识，难度中等，需加强这方面的训练．
    练习册系列答案
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    He+释放核能    ，这些核能最后转化为辐射能．（1）已知质子质量mp，氦核的质量mα，电子质量me，光速c．试求每发生一次上述聚变反应所释放的核能．（2）用上述辐射中产生的波长为400nm某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J金属材料铯时，能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能．（普朗克常量h=6.63×10-34J?s）

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    H核组成．?
    （1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R=6.4×106 m，地球质量m=6.0×1024 kg，月地中心的距离r=1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为3.2×107 s，试估算目前太阳的质量M．?
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    He质量ma=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．?
    （3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103 J/m2．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）?

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和、等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成.

    （1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g＝10m/s2 ，1年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量M.

    （2）已知质子质量mp＝1.6726×1027 kg，质量mα＝6.6458×1027 kg，电子质量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.

    （3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.（估算结果只要求一位有效数字.）

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    科目：高中物理 来源：2010年江苏省高二下学期期末考试物理 题型：计算题

    （12分）太阳现正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和 、等原子核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是，放出的核能最后转化为辐射能（普朗克常量J·s）．要求：

    （1）已知质子质量mp，氦核的质量mα，电子质量me，光速c．求每发生一次上述聚变反应所释放的核能；

    （2）用上述辐射中产生的波长为400nm某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J金属材料铯时，能否产生光电效应？若能，求出产生的光电子的最大初动能．

     

     

     

     

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    科目：高中物理 来源：2010届高三物理每周精析精练：原子物理 题型：计算题

     太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。

    （1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度 g＝10 m/s2 ，1年约为3.2×107 秒，试估算目前太阳的质量M。

    （2）已知质子质量mp＝1.6726×1027 kg，质量mα＝6.6458×1027 kg，电子质量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。

    （3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）

          

     

     

     

     

     

     

     

     

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