太阳辐射的总功率约为 4 ^ 1 0 ^ 2 6 W,其辐…——2020 高考物理第 14 题答案解析

2020_浙江卷

2020 浙江 第 14 题 多选题 区分题
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14.太阳辐射的总功率约为 $4 ^ { \prime } 1 0 ^ { 2 6 } \mathrm { W }$ ,其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中,一个质量为$1 8 7 6 . 1 \mathrm { M e V } / c ^ { 2 }$ (c为真空中的光速)的氘核 ${ \bf \Xi } _ { 1 } ^ { 2 } \bf { H \Xi } )$ )和一个质量为 $2 8 0 9 . 5 \mathrm { M e V } / c ^ { 2 }$ 的氚核 ${ \bigl ( } { } _ { 1 } ^ { 3 } \mathrm { { H } } ~ )$ 结合为一个质量为 $3 7 2 8 . 4 \mathrm { M e V } / c ^ { 2 }$ 的氦核 ${ \bf \Pi } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { H e \ } )$ ),并放出一个X 粒子,同时释放大约17.6MeV的能量。下列说法正确的是(  )

A. X 粒子是质子
B. X 粒子的质量为 $9 3 9 . 6 \mathrm { M e V } / c ^ { 2 }$
C. 太阳每秒因为辐射损失的质量约为 4. $4 \times 1 0 ^ { 9 } \mathrm { k g }$
D. 太阳每秒因为辐射损失的质量约为 $1 7 . 6 \mathrm { M e V } / c ^ { 2 }$
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BC

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【答案】BC
【解析】

【详解】A.由质量数和电荷数守恒可知,X 的质量数为1,电荷数为0,则X 为中子,选项A 错误;B.根据能量关系可知

$$ m _ { n } c ^ { 2 } = 1 8 7 6 . 1 + 2 8 0 9 . 5 - 3 7 2 8 . 4 - 1 7 . 6 $$

解得 $m _ { n } = 9 3 9 . 6 \mathrm { M e V } / c ^ { 2 }$ ,选项B正确;

C.太阳每秒放出的能量

$$ E = P t = 4 { \times } 1 0 ^ { 2 6 } \mathrm { J } $$

损失的质量

$$ \Delta m = { \frac { E } { c ^ { 2 } } } = { \frac { 4 \times 1 0 ^ { 2 6 } } { ( 3 \times 1 0 ^ { 8 } ) } } { \bf k g } \approx 4 . 4 { \times } 1 0 ^ { 9 } { \bf k g } $$

选项 C 正确;

D.因为

$$ E = 4 \times 1 0 ^ { 2 6 } \mathrm { J } = { \frac { 4 \times 1 0 ^ { 2 6 } } { 1 . 6 \times 1 0 ^ { - 1 9 } } } \mathrm { e V } = 2 . 5 \times 1 0 ^ { 4 5 } \mathrm { e V } = 2 . 5 \times 1 0 ^ { 3 9 } \mathrm { M e V } $$

则太阳每秒因为辐射损失的质量为

$$ \Delta m = \frac { E } { c ^ { 2 } } = 2 . 5 { \times } 1 0 ^ { 3 9 } \mathrm { M e V / c } ^ { 2 } $$

选项 D 错误。

故选 BC。

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