摘要:7.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.) 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 ① 地球表面处的重力加速度 ② 得 ③ 以题给数值代入.得M=2×1030 kg 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 △E=(4mp+2me-mα)c2 ⑤ 代入数值.得△E=4.2×10-12 J ⑥ (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 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星序的时间为 ⑨ 由以上各式解得 以题给数据代入.并以年为单位.可得t=1×1010年=1百亿年 ⑩ 点评: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的物理模型.是考查空间想象能力和建模能力的好题.这种题还会是以后命题的方向.

网址:http://m.1010jiajiao.com/timu_id_2493819[举报]

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网