1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的．已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8m2，正对太阳能产生120V的电压，并对车上的电动机提供10A的电流，电动机的直流电阻为4Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103W/m2．
（1）太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核（ 42He），写出核反应方程；
（2）该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少？
（3）若质子、氦核、正电子的静止质量分别为mp=1.6726×10-27kg、mα=6.6425×10-27kg、me=0.0009×10-27kg,则m=1kg的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输出机械功，能够维持该车行驶的时间是多少？
（4）已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年？（太阳的质量为2×1030kg,结果保留一位有效数字）
4
2
【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】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：43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 -
2．1932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 -
3．两个动能均为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
