题目内容

（18分）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的。

（1）把氢核反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（），同时放出2个正电子（）和2个中微子（ve），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量；

（2）研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×1017s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J（即P=1×1037J/s）。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量．（最后结果保留一位有效数字）

（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。

（可能用到数据：银河系质量约为M=3×1041kg，原子质量单位1u=1.66×10－27kg，1u相当于1.5×10－10J的能量，电子质量me=0.0005u，氦核质量mα=4.0026u，氢核质量mP=1.0078u，中微子ve质量为零）

解析：

（1）氢核聚变核反应方程为

核反应中的质量亏损

由质能方程得

代入数据得

（2）氢核聚变反应生成的氦核总质量

氦的含量

（3）由估算结果可知，远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的。

练习册系列答案
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天文学家测得银河系中的氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是宇宙诞生后的3分钟内生成；二是宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的，氢核聚变反应可简化为4个氢核（
 
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H）聚变成氦核（
 
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He），同时放出2个正电子（
 
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e）和2个中微子（v0）．已知氦核质量ma=4.0026u，氢核质量mp=1.0078u，电子质量me=0.0005u，中微子v质量为零，1u相当于931.5MeV的能量，则该核反应方程式和一次反应中释放出的核能分别为（　　）
天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．
（1）把氢核聚变反应就简化为4个氢核（
 
1
1
H）聚变成氦核（
 
4
2
He），同时放出2个正电子（
 
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e）和2个中微子（Ve），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
（2）研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×1017s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J（即P=1×1037J/s）．现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留一位有效数字）．
（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径做出判断．
（可能用到数据：银河系质量约为M=3×1041kg，原子质量单位1u=1.66×10-27kg，1u相当于1.5×10-10J的能量，电子质量m=0.0005u，氦核质量ma=4.0026u，氢和质量mp=1.0078u，中微子ve质量为零）．
（1）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．把氢核聚变反应简化为4个氢核（
 
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H）聚变成氦核（
 
4
2
He），同时放出2个正电子（
 
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e）和2个中微子（νe），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．（可能用到数据：银河系质量约为M=3×1041kg，原子质量单位1u=1.66×10-27kg，1u相当于1.5×10-10J的能量，电子质量m=0.0005u，氦核质量ma=4.0026u，氢和质量mp=1.0078u，中微子ve质量为零）．
（2）下雪天，卡车在平直的高速公路上匀速行驶，司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下，已知卡车质量M为故障车质量m的4倍．设卡车与故障车相撞前的速度为v1，两车相撞后的速度变为v2，相撞的时间极短，求：
①v1：v2的值；
②卡车在碰撞过程中受到的冲量．

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙中诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部氢核聚变反应生成的.

（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（）.同时放出2个正电子（）和2个中微子（νe），请写出该氢核聚变反应的方程式，并计算一次反应释放的能量.

（2）研究表明，银河系的年龄为t=3.8×1017 s，每秒钟银河系产生的能量约略为1×1037 J（即P=1×1037 J/s）,现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应.试估计算银河系中氦的质量（最后结果保留一位有效数字）.

（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.

(可能用到的数据：银河系质量为M=3×1041 kg,质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1u相当于1.5×10-10 J的能量，电子质量Me=0.000 5 u,氦核质量Mα=4.002 6 u,氢核质量MP=1.007 8 u,中微子（Ve）质量为零.

 

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内的氢核聚变反应生成的．把氢核聚变反应简化为4个氢核聚变成氦核，同时放出2个正电子和2个中微子ν0，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．（可能用到的数据：原子质量单位1 u=1．66×10－27kg，1 u相当于1．5×10－10J的能量，电子质量me=0．000 5 u，氦核质量mα=4．002 6 u，氢核质量mp=1．007 8 u，中微子质量为零．结果保留两位有效数字）

 

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