10．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＝6.4×10⁶m，地球质量m＝6.0×10²⁴kg，日地中心的距离r＝1.5×10¹¹m，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m_p＝1.6726×10²⁷kg， 质量m_a＝6.6458×10^－27kg，电子质量me＝0.9×10^－30kg，光速c＝3×10⁸m／s，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。

　(3)已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＝1.35×10³W／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)。

(2001·全国综合)

　[答案](2×10³⁰kg，4.2×10^－12J， 1×10¹⁰年)

　[解析] (1)估算太阳的质量M

　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

①

　地球表面处的重力加速度

②

　由①、②式联立解得

③

　以题给数值代入，　　得M＝2×10³⁰kg ④

　(2)根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为

⑤

　代入数值，解得

ΔE＝4.2×10^－12J ⑥

　(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

⑦

　因此，太阳总共幅射出的能量为

E＝N·ΔE

　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力为

ε＝4π²rw ⑧

　所以太阳继续保持在主序星的时间为

⑨

　由以上各式解得

　以题给数据代入，并以年为单位，可得

⑩

9．假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na⁺和氯离子Cl^－靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子。若取Na⁺与Cl^－相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为－6.1eV。已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na⁺所需的能量(电离能)为5.1eV，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子Cl^－所放出的能量(亲和能)为3.8eV。由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，外界供给的总能量等于________eV。

(2000·全国)

　[答案](4.8eV)

　[解析] 由题意可知，将NaCl变成Na⁺和Cl^－吸收能量为6.1eV，再将Na⁺变成Na放出5.1eV的能量。Cl^－离子变成氯原子Cl吸收3.8eV，所以将NaCl分解成中性的钠Na和中性的氯原子Cl的过程中，外界供给的能量等于6.1+3.8－5.1＝4.8eV。

　说明 此题考查的是正负电荷之间的相对位置的变化，引起两个电荷的电势能的变化，当距离变大时，电场力做负功，需要吸收能量，先把NaCl变成Na⁺和Cl^－，吸收能量6.1eV，再将Na⁺变成Na的过程放出能5.1eV，同时将Cl^－变成Cl，电场力做负功电势能增大，也就是吸收能量。对于整个过程可以看成是由两个吸收能量和一个放出能量的过程组成的。

8．云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得α粒子运动的轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损。(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计。)

　　(2000·北京·春招)

　[答案]

　[解析] 令v表示α粒子的速度，由洛仑兹力和牛顿定律可得

　令v'表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，由动量守恒可知

　在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自于亏损质量。

即

解得

7．在下列四个方程中，x₁，x₂，x₃和x₄各代表某种粒子(　 )。

　　①

　　②

　　③

　　④

　　A．x₁是中子 B．x₂是质子 C．x₃是α粒子 D．x₄是氘核

　(2001·全国)

　[答案](A、C)

6．光子的能量为hv，动量的大小为 ，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则衰变后的原子核(　 )。

　　A．仍然静止 　　　B．沿着与光子运动方向相同的方向运动

　　C．沿着与光子运动方向相反的方向运动 　D．可能向任何方向运动

(2000·苏、浙、吉)

　[答案](C)

　[解析] 由系统动量守恒可得γ光子运动，衰变后的原子核必然与光子运动方向相反。

5．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是(　 )。

　　A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强

　　B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力

　　C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强

　　D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱

(2000·上海)

　[答案](C)

　[解析] α射线是原子核发生α衰变放出的氦核流，它的电离能力强，但穿透能力弱；β射线也是原子核发生β衰变放出的电子流，具有较强的电离能力和穿透能力；γ射线是一种电磁波，一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力强，电离能力强，因此正确答案为C。

4．最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核 X经过6次。α衰变后的产物是 。由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )。

　　A．124、259　 B．124、265　 C．112、265 　D．112、277

(2000·全国)

　[答案](D)

　[解析] 每经过一次α衰变质量数减少4，所以，A＝253+4×6＝277；又因为，每经过一次α衰变电行数减少2，每经过一次β衰变电荷数增加1，所以，z＝100+6×2＝112，超重元素的原子序数为112，质量数为277。

3．氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时( 　)。

　　A．氢原子的能量减小，电子的动能增加 B．氢原子的能量增加，电子的动能增加

　　C．氢原子的能量减小，电子的动能减小 D．氢原子的能量增加，电子的动能减小

(2002·北京．春招)

　[答案](A)

2．按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是(　 )。

　　A．第m个定态和第n个定态的轨道半径r_m和r_n之比为r_m∶r_n＝m²∶n²

　　B．第m个定态和第n个定态的能量E_m和E_n之比为E_m∶E_n＝n²∶m²

　　C．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是v，则其发光频率也是v

　　D．若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为

(2001·全国)

　[答案](AB)

1．根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E'的轨道，辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E'等于(　 )。

　　A． 　　　B．

　　C． 　　　D．

(2000·北京·春招)

　[答案](C) 　[解析] 由于电子跃迁的过程，原子辐射光子，所以电子是从高能轨道向低能轨道跃迁即E'<E，

。