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    天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．
    （1）把氢核聚变反应就简化为4个氢核（
     
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    H    ）聚变成氦核（
     
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    He），同时放出2个正电子（
     
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    e）和2个中微子（Ve），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
    （2）研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×1017s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J（即P=1×1037J/s）．现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留一位有效数字）．
    （3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径做出判断．
    （可能用到数据：银河系质量约为M=3×1041kg，原子质量单位1u=1.66×10-27kg，1u相当于1.5×10-10J的能量，电子质量m=0.0005u，氦核质量ma=4.0026u，氢和质量mp=1.0078u，中微子ve质量为零）．
    分析：（1）根据质量数与核电荷数守恒写出核反应方程式．由质能方程求出和、核反应释放出的能量．
    （2）先求出氦的质量，然后再求出氦的含量．
    （3）根据核反应生成的氦与太阳中氦的含量间的关系分析答题．
    解答：解：（1）由质量数与核电荷数守恒可知，
    核反应方程式为：4
     
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    H→
     
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    He+2
     
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    e+2ve，
    核反应中的质量亏损：△m=4mp-mα-2me，
    释放出的核能：△E=△mc2=4.14×10-12J；
    （2）核反应产生的氦的质量：m=
    pt
    △E
    ×mα=6.1×1039kg，
    氦的含量k=
    m
    M
    =
    6.1×1039
    3×1041
    ≈2%；
    （3）由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，
    所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的．
    答：（1）核反应方程式：4
     
    1
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    H→
     
    4
    2
    He+2
     
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    e+2ve，
    一次反应释放的能量为4.14×10-12J；
    （2）银河系中氦的含量约为2%；
    （3）银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的．
    点评：核反应过程中质量数与核电荷数守恒，这是写核反应方程式的关键；应用质能方程可以求出释放的核能．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    天文学家测得银河系中的氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是宇宙诞生后的3分钟内生成；二是宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的，氢核聚变反应可简化为4个氢核（
     
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    H）聚变成氦核（
     
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    He），同时放出2个正电子（
     
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    1
    e）和2个中微子（v0）．已知氦核质量ma=4.0026u，氢核质量mp=1.0078u，电子质量me=0.0005u，中微子v质量为零，1u相当于931.5MeV的能量，则该核反应方程式和一次反应中释放出的核能分别为（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．把氢核聚变反应简化为4个氢核（
     
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    H    ）聚变成氦核（
     
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    He    ），同时放出2个正电子（
     
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    e    ）和2个中微子（νe），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．（可能用到数据：银河系质量约为M=3×1041kg，原子质量单位1u=1.66×10-27kg，1u相当于1.5×10-10J的能量，电子质量m=0.0005u，氦核质量ma=4.0026u，氢和质量mp=1.0078u，中微子ve质量为零）．
    （2）下雪天，卡车在平直的高速公路上匀速行驶，司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下，已知卡车质量M为故障车质量m的4倍．设卡车与故障车相撞前的速度为v1，两车相撞后的速度变为v2，相撞的时间极短，求：
    ①v1：v2的值；
    ②卡车在碰撞过程中受到的冲量．

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    科目：高中物理 来源：2012年粤教版高中物理选修3-5 4.7小粒子与大宇宙练习卷（解析版） 题型：计算题

    天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙中诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部氢核聚变反应生成的.

    （1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（）.同时放出2个正电子（）和2个中微子（νe），请写出该氢核聚变反应的方程式，并计算一次反应释放的能量.

    （2）研究表明，银河系的年龄为t=3.8×1017 s，每秒钟银河系产生的能量约略为1×1037 J（即P=1×1037 J/s）,现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应.试估计算银河系中氦的质量（最后结果保留一位有效数字）.

    （3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.

    (可能用到的数据：银河系质量为M=3×1041 kg,质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1u相当于1.5×10-10 J的能量，电子质量Me=0.000 5 u,氦核质量Mα=4.002 6 u,氢核质量MP=1.007 8 u,中微子（Ve）质量为零.

     

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    科目：高中物理 来源：2012届黑龙江省哈尔滨市高二下学期期中考试物理试题 题型：计算题

    天文学家测得银河系中氦的含量约为25%．有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内的氢核聚变反应生成的．把氢核聚变反应简化为4个氢核聚变成氦核，同时放出2个正电子和2个中微子ν0，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．（可能用到的数据：原子质量单位1 u=1．66×10－27kg，1 u相当于1．5×10－10J的能量，电子质量me=0．000 5 u，氦核质量mα=4．002 6 u，氢核质量mp=1．007 8 u，中微子质量为零．结果保留两位有效数字）

     

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