2010年上海世博会倡导“绿色世博”和“低碳世博”的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高达68 m的屋顶平台上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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2010年上海世博会倡导“绿色世博”和“低碳世博”的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高达68 m的屋顶平台上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世界最大单体面积太阳能屋面，上海世博会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(¹₁H)转化成一个氦核和两个正电子(⁰₁e)并放出能量。已知质子质量m_p=1.0073 u，α粒子的质量m_α=4.0015 u，电子的质量m_e=0.0005 u。1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。
(1)写出该热核反应方程；
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

答案

解：(1)4¹₁H→⁴₂He+2⁰₁e
(2)质量亏损△m=4m_p-m_α-2m_e=0.0267 u
故△E=931.5×0.0267 MeV=24.87 MeV

核心考点

试题【2010年上海世博会倡导“绿色世博”和“低碳世博”的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高达68 m的屋顶平台上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能】；主要考察你对质能方程等知识点的理解。[详细]

举一反三

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

，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=1×10³⁷ J/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。
（可能用到的数据：银河系质量约为M=3×10⁴¹kg，原子质量单位1 u=1.66×10^-27 kg，1 u相当于1.5×10^-10 J的能量，电子质量m_e=0.000 5 u，氦核质量m_α=4.002 6 u，氢核质量m_p=1.007 8 u，中微子v_e质量为零．）

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中子和质子结合成氘核时，质量亏损为△m，相应的能量△E=△mc²=2.2 MeV是氘核的结合能，下列说法正确的是

[ ]

A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子
B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零

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下列说法中正确的有

[ ]

A．氡核