Question

閱讀下列材料，回答問(wèn)題：
為了滿(mǎn)足人們對(duì)能源不斷增長(zhǎng)的需要，科學(xué)家們?cè)O(shè)想在空間建立太陽(yáng)能電站來(lái)利用太陽(yáng)能、這種空間太陽(yáng)能電站建在地球同步軌道上，其工作過(guò)程如圖所示、在太陽(yáng)能收集板上鋪設(shè)太陽(yáng)能電池，通過(guò)它把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能，再通過(guò)天線將電能以微波的形式發(fā)送至地面接收站、已知太陽(yáng)能收集板長(zhǎng)10km、寬5km，太陽(yáng)光在它的表面處每平方米的功率為1.4×10³W，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為10%，微波的頻率為2.5×10⁹Hz，空間太陽(yáng)能電站向地面的輸電效率可達(dá)80%，
（1）太陽(yáng)發(fā)出的具大能量來(lái)源于太陽(yáng)內(nèi)部的氫原子核發(fā)生的

核聚變

（選填“核聚變”或“核裂變”）．
（2）太陽(yáng)能電站相對(duì)于地面接收站是

靜止

（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的，空間太陽(yáng)能電站工作時(shí)，地面接收站的接收功率是

5.6×10 ⁹

W．
（3）試計(jì)算在輸電過(guò)程中所使用的微波的波長(zhǎng)．

Answer 1

分析：（1）核裂變是較重的原子核裂變成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，核聚變是較輕的原子核結(jié)合成較重的原子核的一種核反應(yīng)．太陽(yáng)內(nèi)部為核聚變．
（2）運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的．判斷一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，關(guān)鍵是看被研究的物體與所選的標(biāo)準(zhǔn)，即參照物之間的相對(duì)位置是否發(fā)生了改變，如果發(fā)生改變，則物體是運(yùn)動(dòng)的；如果未發(fā)生變化，則物體是靜止．
（3）已知太陽(yáng)能電池的硅片能提供的電能和太陽(yáng)能收集板的總面積可求太陽(yáng)能電站每秒鐘發(fā)送的電能；
已知輸電效率可求地面接收站接收到的電能，根據(jù)公式P=

w

t

可求地面接收站接收到的電功率．
（4）已知微波的傳播速度和頻率，根據(jù)公式C=λf可求波長(zhǎng)．

解答：解：（1）太陽(yáng)能內(nèi)部是由于較輕的氫原子核在高溫下發(fā)生聚變而釋放出核能．
（2）太陽(yáng)能電站建在地球同步軌道上，太陽(yáng)能電站的轉(zhuǎn)動(dòng)和地球的轉(zhuǎn)動(dòng)是同步的，地球怎么轉(zhuǎn)電站也怎么轉(zhuǎn)，
所以它相對(duì)地球的位置沒(méi)有發(fā)生變化，處于相對(duì)靜止．
太陽(yáng)能電池板面積S=5×10³ m×10⁴ m=5×10⁷m ²，
太陽(yáng)能電站的發(fā)電能力E=P₀S=1.4×10³W/m²×5×10⁷ m ²×10%=7×10⁹W，
地面接收站接收到的電能是W=E?η=7×10⁹W×80%=5.6×10 ⁹W．
（3）光在空氣中速度為C=3×10⁸m/s，頻率f=2.5×10⁹Hz，
則波長(zhǎng)λ═

3×108m/s

2.5×109Hz

=0.12m．
故答案為：（1）核聚變；（2）靜止、5.6×10 ⁹；（3）0.12m．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電能和波長(zhǎng)的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，本題告訴我們一定要廣泛應(yīng)用太陽(yáng)能，太陽(yáng)能不但節(jié)省能源還環(huán)保．