太陽能照射到地球上時，由于大氣層的反射和吸收等作用，只有約n=50%到達地面。現測得在地球表面垂直太陽光方向每平方米面積上接收到太陽能的平均功率為P0=6.8×102W。已知地球到太陽的距離r=1.5×1011m,真空的光速c=3×108m/s。
（1）求太陽輻射能量的總功率P；
（2）為簡單計算，認為太陽輻射頻率相同的電磁波，照射到地面時，全部被反射。求太陽光垂直照射地面時產生的光壓（壓強）大小I；
太陽內部進行著多種核聚變反應過程，反應過程可簡化為：四個質子聚變為一個氦核，放出2個正電子和2個中微子（符號v），同時放出E0=24.7MeV的能量。可認為太陽輻射的能量完全來源于上述核反應。太陽的質量為M=2.0×1030kg,質子的質量mH=1.67×10-27kg。
（3）寫出這個核聚變的反應方程，并計算每次核聚變的質量虧損；
（4）教材寫道“太陽的核反應還能維持幾十億年”。若認為上述核反應還能持續t=50億年=1.6×1017秒，在此過程中，太陽的輻射功率不變。求這段時間內，太陽消耗的質子數占太陽目前質子數的比例k,并求出具體數值（結果保留一位有效數字）。假設目前太陽全部由質子組成。
P
0
=
6
.
8
×
1
0
2
W
m
H
=
1
.
67
×
1
0
-
27
kg
【考點】愛因斯坦質能方程的應用；輕核的聚變及反應條件．
【答案】（1）太陽輻射能量的總功率為3.84×1026W；
（2）太陽光垂直照射地面時產生的光壓（壓強）大小為4.53×10-6Pa；
（3）核聚變的反應方程為；每次核聚變的質量虧損為4.39×10-29kg；
（4）太陽消耗的質子數占太陽目前質子數的比例約為5%。
（2）太陽光垂直照射地面時產生的光壓（壓強）大小為4.53×10-6Pa；
（3）核聚變的反應方程為
4
1
1
H
→
4
2
H
e
+
2
0
1
e
+
2
v
（4）太陽消耗的質子數占太陽目前質子數的比例約為5%。
【解答】
【點評】
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發布：2024/6/16 8:0:10組卷：29引用：3難度：0.5
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1．兩個動能均為0.59MeV的氘核對心正碰，聚變后生成氦3，同時放出一個中子。已知氘核的質量為3.3426×10-27kg,氦3的質量為5.0049×10-27kg,中子的質量為1.6745×10-27kg,假設碰前的動能和聚變中釋放出的核能都轉變成了氦3和中子的動能。求：
（1）寫出上述核反應方程；
（2）核反應中釋放的核能（單位用MeV，保留三位有效數字）；
（3）核反應中產生的氦3的動能（單位用MeV）。發布：2024/11/11 8:0:1組卷：64引用：1難度：0.3 -
2．兩個動能均為0.35MeV的氘核對心正碰，聚變后生成氦3，同時放出一個中子。已知氘核的質量為3.3426×10-27kg,氦3的質量為5.0049×10-27kg,中子的質量為1.6745×10-27kg.假設碰前的動能和聚變中釋放出的核能都轉變成了氦3和中子的動能。求：
（1）寫出上述核反應方程；
（2）核反應中釋放的核能（單位用MeV，保留三位有效數字）；
（3）核反應中產生的氦3的動能（單位用MeV）。發布：2024/11/11 8:0:1組卷：102引用：3難度：0.7 -
3．1932年，有人使動能為0.5MeV的質子與靜止的
Li核碰撞，發現有兩個同樣的新核產生，這個核反應方程式為．實驗中測得放出的那兩個新核的動能之和為17.6MeV，已知上述反應中放出的那種新核的質量為6.6466×10-27kg,73H和11Li的質量分別為1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,則反應中質量虧損Δm=kg,按愛因斯坦質能關系，相當于放出MeV的能量，這個計算值與實驗結果符合得很好，從而證實了愛因斯坦的質能方程．73發布：2024/11/10 8:0:1組卷：24引用：1難度：0.7