题目内容
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＝1.6726×10－27 kg，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．)
解析：
答案：(1)2×1030 kg
(2)4.2×10－12 J
(3)1百亿年
解析：(1)要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象．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
地球表面处的重力加速度
得
以题给数值代入，得M＝2×1030 kg
(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
ΔE＝(4mp＋2me－mα)c2
代入数值，得ΔE＝4.2×10－12 J
(3)根据题给假设，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
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
所以太阳继续保持在主星序的时间为
由以上各式解得
以题给数据代入，并以年为单位，可得t＝1×1010年＝1百亿年
名师指引：该题是信息题，关键是在大量的信息中选取有用的信息，而不被其他信息所干扰．如第(1)小题，实际上是万有引力定律在天文学上的应用，与原子核的知识无关．第(3)题，需要构建出太阳各向同性地向周围空间辐射核能(辐向能量流)的物理模型，是考查空间想象能力和建模能力的好题．
、
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
27 kg，
、
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：
、
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
27 kg，