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    太阳现在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)为了研究太阳的演化进程,需知道太阳的质量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取10 m/s2,1年约为3.2×107 s.试估算目前太阳的质量M.

    (2)已知质子质量mp=1.672 6×10-27 kg, 质量mα=6.645 8×10-27 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)又知在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E=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.(估算结果只要求保留一位有效数字)

    解析：(1)设太阳质量为M,根据万有引力和牛顿定律有           ①

        mg=                                                            ②

        联立①②解得M=m=2×1030 kg.

        (2)ΔE=Δmc2=(4mp+2me-mα)c2=4.2×10-12 J.

        (3)据题设假定,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:N=×10%

        则太阳总共辐射出的能量为E=NΔE

        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E′=4πr2·W

        所以太阳继续保持在主序星的时间为

        t==1×1010年=100亿年.

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网（1）如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中，只有一种能使某金属产生光电效应．以下判断正确的是
     

    A．该光子一定是氢原子从激发态n=3跃迁到n=2时辐射的光子
    B．该光子一定是氢原子从激发态n=2跃迁到基态时辐射的光子
    C．若氢原子从激发态n=4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应
    D．若氢原子从激发态n=4跃迁到n=3，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应
    （2）一个质量为50kg的人站立在静止于平静水面上的质量为400kg的船上，突然船上人对地以2m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以
     
    m/s的速度后退，若该人向上跳起后，以人船为系统，人船系统的动量
     
    _．（填守恒或不守恒）
    （3）太阳现在正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和
     
    1
    1
    H、
     
    4
    2
    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：2
     
    0
    -1
    e+4
     
    1
    1
    H→
     
    4
    2
    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核反应所释放的核能；
    ②用上述辐射中产生的波长为400nm的某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J的金属材料铯时，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．（保留一位有效数字，普朗克常量h=6.63×10-34J?s）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和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）为了研究太阳的演化进程，需知道太阳的质量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 s.试估算目前太阳的质量M.

    （2）已知质子质量mp＝1.6726×10－27 kg，He质量mα＝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）又知在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E＝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.（估算结果只要求保留一位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    太阳现在正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和、等原子核组成的.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程式是+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，若由于核聚变反应而使太阳中的数目从现有数目减少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组成.

    （1）已知质子质量mp=1.672 6×10-27 kg, 的质量mα=6.645 8×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3.0×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.

    （2）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 W/m2，太阳质量M=2×1030 kg,日地中心距离r=1.5×1011 m.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：2012届江苏省扬州中学高三下学期质量检测（三）物理试卷（带解析） 题型：计算题

    太阳现在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核反应所释放的核能；
    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。（保留三位有效数字，普朗克常量h=6.63×10-34J·s）

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