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1. 太阳是一颗自己能发光发热的气体星球,太阳能来源于太阳内部氢的核聚变,太阳能既便捷又环保。
(1)
太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为
, 由爱因斯坦质能方程可算得,太阳每秒钟辐射出的能量最接近于( )
A.
B.
C.
D.
(2)
在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中,氘核(
)和氚核(
)聚变结合成一个新的原子核,并放出一个中子,该新的原子核为( )
A.
氕核
B.
氧核
C.
氦核
D.
氮核
(3)
2022年10月,我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测频率为
的氢原子谱线,该谱线对应的光子能量为
J(结果保留三位有效数字)。根据如图所示的氢原子能级图,可知此谱线来源于太阳中氢原子
和
能级之间的跃迁。(已知普朗克常量
)
(4)
“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线,这种射线光子的波长很短,设其波长为 λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,辐射的总功率为 P,卫星探测仪镜头正对着太阳。已知探测仪镜头面积为 S,卫星离太阳中心的距离为 L,普朗克常量为 h,光速为 c、则硬X射线光子的动量为
,探测仪镜头每秒可接收到
个该种光子。
(5)
(计算)太阳能汽车是利用太阳能电池,将太阳能直接转化为电能,再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车,目前正处在实验阶段。某辆实验车,太阳能电池板的总面积
, 太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率
, 对电动机的供电效率
, 提供的电压
, 电动机的内阻
, 实验车内部机件摩擦的能耗率
在水平路面行驶时车受到的阻力
。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。
【考点】
焦耳定律; 玻尔理论与氢原子的能级跃迁; 光子及其动量; 核聚变;
【答案】
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