太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段．它主要是由電子和
 
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He等原子核組成．維持太陽輻射的是他內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2
 
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H→
 
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He+釋放核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能．（1）已知質(zhì)子質(zhì)量mp，氦核的質(zhì)量mα，電子質(zhì)量me，光速c．試求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能．（2）用上述輻射中產(chǎn)生的波長為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10-19J金屬材料銫時，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，試求出產(chǎn)生的光電子的最大初動能．（普朗克常量h=6.63×10-34J?s）
分析：根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，結(jié)合質(zhì)量虧損求出釋放的核能．根據(jù)光電效應(yīng)的條件判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)，通過光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動能．
解答：解：（1）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，△E=△mc2=(4mp+2me-mα)c2
（2）單色光的能量為E=h
c
λ
=6.63×10-34×
3×10-8
4×10-7
=4.9725×10-19J＞3.0×10-19J
所以可以產(chǎn)生光電效應(yīng)．最大初動能為Ekm=hv-W0=4.9725×10-19-3.0×10-19=1.9725×10-19J．
答：（1）每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能為(4mp+2me-mα)c2．
（2）能夠發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能為1.9725×10-19J．
點評：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程和愛因斯坦質(zhì)能方程，并能靈活運用．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要是由電子的
 
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H、
 
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He等原子核組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2e+4
 
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H→
 
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He+釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能，根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的
 
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H核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段，為了簡化，假定目前太陽全部由電子和
 
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H核組成．?
（1）為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M，已知地球半徑R=6.4×106 m，地球質(zhì)量m=6.0×1024 kg，月地中心的距離r=1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，1年約為3.2×107 s，試估算目前太陽的質(zhì)量M．?
（2）已知質(zhì)量mp=1.6726×10-27 kg，
 
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He質(zhì)量ma=6.6458×10-27 kg，電子質(zhì)量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能．?
（3）又知地球上與太陽光垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能W=1.35×103 J/m2．試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命．（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字）?

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科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段.它主要是由電子和、等原子核組成.維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能.根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段.為了簡化，假定目前太陽全部由電子和核組成.

（1）為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M.已知地球半徑R＝6.4×106 m，地球質(zhì)量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距離r＝1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g＝10m/s2 ，1年約為3.2×107秒，試估算目前太陽的質(zhì)量M.

（2）已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.6726×1027 kg，質(zhì)量mα＝6.6458×1027 kg，電子質(zhì)量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能.

（3）又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能w＝1.35×103 W/m2.試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命.（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字.）

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省高二下學(xué)期期末考試物理 題型：計算題

（12分）太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段．它主要是由電子和 、等原子核組成．維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是，放出的核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能（普朗克常量J·s）．要求：

（1）已知質(zhì)子質(zhì)量mp，氦核的質(zhì)量mα，電子質(zhì)量me，光速c．求每發(fā)生一次上述聚變反應(yīng)所釋放的核能；

（2）用上述輻射中產(chǎn)生的波長為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10-19J金屬材料銫時，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？若能，求出產(chǎn)生的光電子的最大初動能．

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2010屆高三物理每周精析精練：原子物理 題型：計算題

 太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段。它主要是由電子和、等原子核組成。維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能。根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段。為了簡化，假定目前太陽全部由電子和核組成。

（1）為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M。已知地球半徑R＝6.4×106 m，地球質(zhì)量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距離r＝1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度 g＝10 m/s2 ，1年約為3.2×107 秒，試估算目前太陽的質(zhì)量M。

（2）已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.6726×1027 kg，質(zhì)量mα＝6.6458×1027 kg，電子質(zhì)量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s。求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能。

（3）又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能w＝1.35×103 W/m2。試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命。（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字。）

      

 

 

 

 

 

 

 

 

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