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高中物理
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综合题
1.
(2020高二下·烟台期末)
研究最大尺度的宇宙学理论与研究微观世界的粒子物理、量子理论有密切联系,它们相互沟通、相互支撑。
(1) 根据量子理论,光子既有能量也有动量,光子的动量
,其中h为普朗克常量,λ为光的波长。太阳光照射到地球表面时,如同大量气体分子频繁碰撞器壁一样,会产生持续均匀的“光压力”。现将问题简化,假设太阳光垂直照射到地球上且全部被地球吸收,到达地球的每一个光子的平均能量为E=4×10
-19
J,每秒钟照射到地球的光子数为N=4.5×10
35
, 已知真空中光速c=3×10
8
m/s。求太阳光对地球的“光压力”;(结果保留一位有效数字)
(2) 目前地球上消耗的能量,追根溯源,绝大部分还是来自太阳内部核聚变时释放的核能,在长期演化过程中,太阳内部的核反应过程非常复杂,我们将其简化为氢转变为氦。已知太阳的质量为M
0
=2×10
30
kg,其中氢约占70%,太阳辐射的总功率为P
0
=4×10
26
W,氢转变为氦的过程中质量亏损约为1%,1年=3.15×10
7
s。求现有氢中的10%发生聚变需要多少年?(结果保留一位有效数字)
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