【題目】物理學(xué)中有一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象：研究微觀世界的粒子物理、量子理論，與研究宇宙的理論竟然相互溝通，相互支撐。目前地球上消耗的能量，追根溯源，絕大部分還是來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部核聚變時(shí)釋放的核能。

(1)已知太陽(yáng)向各個(gè)方向輻射能量的情況是相同的。如果太陽(yáng)光的傳播速度為c，到達(dá)地球需要的時(shí)間為t，在地球大氣層表面每秒鐘每平方米垂直接收到的太陽(yáng)輻射能量為E0。請(qǐng)你求出太陽(yáng)輻射的總功率P的表達(dá)式；

(2)根據(jù)量子理論可知，光子既有能量也有動(dòng)量，光子的動(dòng)量，其中h為普朗克常量，λ為光的波長(zhǎng)。太陽(yáng)光照射到地球表面時(shí)，如同大量氣體分子頻繁碰撞器壁一樣，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)均勻的“光壓力”。為了將問(wèn)題簡(jiǎn)化，我們假設(shè)太陽(yáng)光垂直照射到地球上且全部被地球吸收，到達(dá)地球的所有光子能量均為4×10-19J，每秒鐘照射到地球的光子數(shù)為4.5×1035。已知真空中光速，太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引力大小約為3.5×1022N。請(qǐng)你結(jié)合以上數(shù)據(jù)分析說(shuō)明，我們?cè)谘芯康厍驀@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，是否需要考慮太陽(yáng)“光壓力”對(duì)地球的影響；（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

(3)在長(zhǎng)期演化過(guò)程中，太陽(yáng)內(nèi)部的核反應(yīng)過(guò)程非常復(fù)雜，我們將其簡(jiǎn)化為氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹�。已知目前階段太陽(yáng)輻射的總功率，太陽(yáng)質(zhì)量（其中氫約占70%），氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹さ倪^(guò)程中質(zhì)量虧損約為1%。請(qǐng)你估算如果現(xiàn)有氫中的10%發(fā)生聚變大約需要多少年。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字，1年按3×107s計(jì)算）

【答案】(1)；(2)不需要；(3)

【解析】

(1)日地間距離

距太陽(yáng)中心為r的球面面積

太陽(yáng)輻射的總功率

(2)每個(gè)光子能量

每個(gè)光子動(dòng)量

光照射到地球表面被吸收時(shí)，由動(dòng)量定理有

代入數(shù)據(jù)可得，太陽(yáng)光照射到地球表面產(chǎn)生的光壓力

F光=6×108N

光壓力與萬(wàn)有引力之比

由此可知，光壓力遠(yuǎn)小于太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引力，我們?cè)谘芯康厍驀@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，不需要考慮太陽(yáng)“光壓力”對(duì)地球的影響。

(3)根據(jù)可知，每秒中太陽(yáng)因核聚變虧損的質(zhì)量

現(xiàn)有氫中的10％發(fā)生聚變反應(yīng)而虧損的質(zhì)量為

需要的時(shí)間

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源的內(nèi)電阻為r，R1、R3、R4均為定值電阻，電表均為理想電表．閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)時(shí)，電表的示數(shù)都發(fā)生變化，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A.電壓表示數(shù)變大B.電流表示數(shù)變小

C.外電路等效電阻變大D.內(nèi)電路消耗的功率變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，可視為點(diǎn)電荷的小球A、B分別帶負(fù)電和正電，B球固定，其正下方的A球靜止在絕緣斜面上，則A球受力個(gè)數(shù)為（ ）

A.可能受到2個(gè)力作用B.可能受到3個(gè)力作用

C.一定受到4個(gè)力作用D.可能受到5個(gè)力作用

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)重物自由下落運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他進(jìn)行了如下操作，其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是_____；

A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到直流電源上

B．先釋放紙帶，后接通電源

C．在紙帶上選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，并測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)間的距離

D．根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算重物下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能及增加的動(dòng)能

(2)圖乙是正確操作后得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為sA、sB、sC。已知重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重物重力勢(shì)能的減少量________，動(dòng)能的增加量________；

1

2

3

4

5

(×10-2J)

4.9

9.8

14.7

19.6

29.4

(×10-2J)

5.0

10.1

15.1

20.0

29.8

(3)利用同一條紙帶上的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果填入下表（為便于比較，表中數(shù)據(jù)均保留一位小數(shù)）。分析數(shù)據(jù)后他發(fā)現(xiàn)表中的與之間存在差異，認(rèn)為這是由于阻力的影響造成的。他的觀點(diǎn)是否正確？請(qǐng)說(shuō)明你的觀點(diǎn)及判斷依據(jù)_______________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為φM、φN、φP、φQ。一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等,則

A.直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),φM>φQ

B.直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi),φM>φN

C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功

D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了比較兩種細(xì)線所能承受的拉力，有同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取長(zhǎng)度相同的細(xì)線1、細(xì)線2系于同一小物體上，將細(xì)線1的另一端固定于水平桿上的A點(diǎn)，手握著細(xì)線2的另一端沿水平桿緩慢向右移動(dòng)。當(dāng)手移動(dòng)到位置B時(shí)，細(xì)線1恰好被拉斷，此時(shí)AB間距離。已知小物體質(zhì)量，兩細(xì)線長(zhǎng)度均為50cm。取重力加速度。求：

(1)細(xì)線1能承受的最大拉力F1；

(2)細(xì)線1被拉斷后，小物體擺動(dòng)到最低點(diǎn)。在此過(guò)程中細(xì)線2的上端固定在B點(diǎn)不動(dòng)。求小物體在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線2所受拉力大小F2。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示表示兩列相干水波某時(shí)刻的波峰和波谷位置,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,相鄰實(shí)線與虛線間的距離為0.2m,波速為1m/s,在圖示范圍內(nèi)可以認(rèn)為這兩列波的振幅均為1cm,C點(diǎn)是相鄰實(shí)線與虛線間的中點(diǎn),）則

A.圖示時(shí)刻A.B兩點(diǎn)的豎直高度差為4cm

B.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向水面下運(yùn)動(dòng)

C.F點(diǎn)到兩波源的路程差為零

D.經(jīng)0.2s，A點(diǎn)的位移為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根等長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛一水平金屬細(xì)桿MN，處在與其垂直的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬細(xì)桿的長(zhǎng)度為1m，質(zhì)量為8.9×10﹣3kg．當(dāng)金屬細(xì)桿中通以0.89A的電流時(shí)，兩絕緣細(xì)線上的拉力均恰好為零．忽略與金屬細(xì)桿連接細(xì)導(dǎo)線的影響．求：

（1）金屬細(xì)桿所受安培力的方向；

（2）金屬細(xì)桿中電流的方向；

（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的敘述正確的是（）

A. 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)處處相同，電勢(shì)也處處相等

B. 在正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)越高，場(chǎng)強(qiáng)越小

C. 等量同種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，取無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，兩電荷連線中點(diǎn)的電勢(shì)不為零，場(chǎng)強(qiáng)為零

D. 在任何電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)越大的地方，電勢(shì)也越高

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