太阳能照射到地球上时，由于大气层的反射和吸收等作用，只有约n=50%到达地面。现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太阳能的平均功率为P0=6.8×102W。已知地球到太阳的距离r=1.5×1011m,真空的光速c=3×108m/s。
（1）求太阳辐射能量的总功率P；
（2）为简单计算，认为太阳辐射频率相同的电磁波，照射到地面时，全部被反射。求太阳光垂直照射地面时产生的光压（压强）大小I；
太阳内部进行着多种核聚变反应过程，反应过程可简化为：四个质子聚变为一个氦核，放出2个正电子和2个中微子（符号v），同时放出E0=24.7MeV的能量。可认为太阳辐射的能量完全来源于上述核反应。太阳的质量为M=2.0×1030kg,质子的质量mH=1.67×10-27kg。
（3）写出这个核聚变的反应方程，并计算每次核聚变的质量亏损；
（4）教材写道“太阳的核反应还能维持几十亿年”。若认为上述核反应还能持续t=50亿年=1.6×1017秒，在此过程中，太阳的辐射功率不变。求这段时间内，太阳消耗的质子数占太阳目前质子数的比例k,并求出具体数值（结果保留一位有效数字）。假设目前太阳全部由质子组成。
P
0
=
6
.
8
×
1
0
2
W
m
H
=
1
.
67
×
1
0
-
27
kg
【考点】爱因斯坦质能方程的应用；轻核的聚变及反应条件．
【答案】（1）太阳辐射能量的总功率为3.84×1026W；
（2）太阳光垂直照射地面时产生的光压（压强）大小为4.53×10-6Pa；
（3）核聚变的反应方程为；每次核聚变的质量亏损为4.39×10-29kg；
（4）太阳消耗的质子数占太阳目前质子数的比例约为5%。
（2）太阳光垂直照射地面时产生的光压（压强）大小为4.53×10-6Pa；
（3）核聚变的反应方程为
4
1
1
H
→
4
2
H
e
+
2
0
1
e
+
2
v
（4）太阳消耗的质子数占太阳目前质子数的比例约为5%。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/16 8:0:10组卷：30引用：3难度：0.5
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1．两个动能均为0.59MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦3，同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×10-27kg,假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求：
（1）写出上述核反应方程；
（2）核反应中释放的核能（单位用MeV，保留三位有效数字）；
（3）核反应中产生的氦3的动能（单位用MeV）。发布：2024/11/11 8:0:1组卷：65引用：1难度：0.3 -
2．两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦3，同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×10-27kg.假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求：
（1）写出上述核反应方程；
（2）核反应中释放的核能（单位用MeV，保留三位有效数字）；
（3）核反应中产生的氦3的动能（单位用MeV）。发布：2024/11/11 8:0:1组卷：102引用：3难度：0.7 -
3．1932年，有人使动能为0.5MeV的质子与静止的
Li核碰撞，发现有两个同样的新核产生，这个核反应方程式为．实验中测得放出的那两个新核的动能之和为17.6MeV，已知上述反应中放出的那种新核的质量为6.6466×10-27kg,73H和11Li的质量分别为1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,则反应中质量亏损Δm=kg,按爱因斯坦质能关系，相当于放出MeV的能量，这个计算值与实验结果符合得很好，从而证实了爱因斯坦的质能方程．73发布：2024/11/10 8:0:1组卷：24引用：1难度：0.7
